KR101659904B1 - 구면 배기관 조인트 - Google Patents

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KR101659904B1
KR101659904B1 KR1020147037152A KR20147037152A KR101659904B1 KR 101659904 B1 KR101659904 B1 KR 101659904B1 KR 1020147037152 A KR1020147037152 A KR 1020147037152A KR 20147037152 A KR20147037152 A KR 20147037152A KR 101659904 B1 KR101659904 B1 KR 101659904B1
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히데토 아리가야
히데토시 가이다
츠요시 스에마츠
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오일레스고교 가부시키가이샤
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Abstract

구면 배기관 조인트(1)는, 외부 케이스(6)와, 내부 케이스(8)와, 외부 케이스(6)의 내주면(9) 및 내부 케이스(8)의 외주면(11)에 대면한 씰 보디(13)와, 외부 케이스(6)의 내주면(9) 및 내부 케이스(8)의 외주면(11)에 대면한 씰 보디(16)와, 외부 케이스(6) 및 내부 케이스(8) 사이에 배치됨과 아울러 씰 보디(13) 및 (16)를 X방향에서 외부 케이스(6) 및 내부 케이스(8) 중 일방을 향해 탄성적으로 가압하는 웨이브 스프링(17)을 구비하고 있다.

Description

구면 배기관 조인트 {SPHERICAL EXHAUST PIPE JOINT}
본 발명은, 자동차의 배기관에 사용되는 구면 배기관 조인트에 관한 것이다.
자동차 엔진의 배기가스는, 자동차 본체(샤시) 등에 배치된 배기관으로 유도되어 대기 중에 배출되는데, 이 배기관은 엔진의 토크 반력 및 관성력 등에 의해 반복 굽힘 응력을 받는다. 따라서 엔진의 진동이 배기관 행거를 통해 차실 내에 전달되거나 혹은 소음의 원인이 될 뿐 아니라 배기관의 피로 파손 등의 불편을 일으킬 위험이 있다. 이 문제점을 해결하기 위해, 예를 들면 특허문헌 1 내지 7에서는, 서로 슬라이딩 가능하게 직접적으로 또는 완충 부재를 개재하여 간접적으로 접해 있는 구면부를 각각 가지고 있는 상대 회전 가능한 내부 케이스 및 외부 케이스를 구비한 구면 배기관 조인트가 제안되어 있으며, 이러한 구면 배기관 조인트를 배기관의 필요한 곳에 배치하여 응력을 흡수시키는 등의 수단이 강구되고 있다.
특허문헌 1 : 일본공개특허 평6-323479호 공보 특허문헌 2 : 일본공개특허 평8-210129호 공보 특허문헌 3 : 일본공개특허 평2-245593호 공보 특허문헌 4 : 일본공개특허 평5-71338호 공보 특허문헌 5 : 일본공개특허 평8-184395호 공보 특허문헌 6 : 일본공개특허 평8-35424호 공보 특허문헌 7 : 일본공개특허 평8-303666호 공보
그런데 이러한 구면 배기관 조인트에서는, 자동차의 가감 속도나 엔진의 회전 등에 기초한 자동차 본체의 진동에 기인하여 내부 케이스, 외부 케이스, 완충 부재 등의 부재가 경시 열화를 일으키면, 각 부재 사이에 간극이 생기고 해당 각 부재끼리 충돌하여 이음(異音)이 발생할 우려가 있다.
또 이러한 구면 배기관 조인트에서는, 상류측 배기관 및 하류측 배기관의 상호 비틀림 방향을 포함한 요동의 등방성을 확보한 후에 부품수의 저감이나 배기계 시스템에 대한 부착 위치의 자유도를 확대하기 위해 컴팩트화가 요구된다.
본 발명은, 상기 점들을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 자동차의 가감 속도나 엔진의 회전 등에 기초한 자동차 본체의 진동에 기인하여 각 부재에 경시 열화가 생기더라도 해당 각 부재 사이에 간극을 발생시키지 않아, 해당 각 부재끼리 충돌하여 이음이 발생할 우려를 없앨 수 있으며, 게다가 상류측 배기관 및 하류측 배기관의 상호 비틀림 방향을 포함한 요동의 등방성을 확보한 후에 부품수의 저감이나 컴팩트화를 도모할 수 있어 저렴화나 배기계 시스템에 대한 부착 위치의 자유도를 확대시킬 수 있는 구면 배기관 조인트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 구면 배기관 조인트는, 상류측 배기관 및 이 상류측 배기관의 관 단부에 대향하여 배치된 관 단부를 가진 하류측 배기관 중 일방의 배기관의 관 단부에 고착된 외부 케이스와, 상류측 배기관 및 하류측 배기관 중 타방의 배기관의 관 단부에 고착됨과 아울러 직경 방향에서 외부 케이스에 간극을 두고 대면하는 내부 케이스와, 상류측에서 상기 간극에 배치됨과 아울러 외부 케이스의 내주면에 대면한 외주면 및 이 외주면에 대향하고 또한 내부 케이스의 외주면에 대면한 내주면을 가진 환형의 제1 씰 보디(seal body)와, 제1 씰 보디보다 하류측에서 상기 간극에 배치됨과 아울러 외부 케이스의 내주면에 대면한 외주면 및 이 외주면에 대향하고 또한 내부 케이스의 외주면에 대면한 내주면을 가진 환형의 제2 씰 보디와, 외부 케이스 및 내부 케이스 사이에 배치됨과 아울러 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디를 축방향에서 외부 케이스 및 내부 케이스 중 일방을 향해 탄성적으로 가압하는 탄성 가압 부재를 구비하고 있으며, 제1 씰 보디의 외주면이 볼록 구면형인 경우에는 외부 케이스의 내주면에는 해당 제1 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트(座)가 형성되어 있으며, 제1 씰 보디의 내주면이 오목 구면형인 경우에는 내부 케이스의 외주면에는 해당 제1 씰 보디의 오목 구면형의 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제2 씰 보디의 외주면이 볼록 구면형인 경우에는 외부 케이스의 내주면에는 해당 제2 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제2 씰 보디의 내주면이 오목 구면형인 경우에는 내부 케이스의 외주면에는 해당 제2 씰 보디의 오목 구면형의 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트가 형성되어 있다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에 의하면, 특히 외부 케이스 및 내부 케이스 사이에 배치됨과 아울러 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디를 축방향에서 외부 케이스 및 내부 케이스 중 일방을 향해 탄성적으로 가압하는 탄성 가압 부재를 구비하고 있기 때문에 자동차의 가감속이나 엔진의 회전 등에 기초한 자동차 본체의 진동에 기인하여 각 부재에 경시 열화가 생기더라도 해당 각 부재 사이에 간극을 생성시키지 않아, 해당 각 부재끼리 충돌하여 이음이 발생할 염려가 없고, 아울러 상류측 배기관 및 하류측 배기관의 상호 비틀림 방향을 포함한 요동의 등방성을 확보할 수 있으며, 게다가 예를 들면 외부 케이스의 직경 방향 외측에 볼트, 너트 및 코일 스프링 등으로 이루어진 연결 수단을 설치할 필요가 없어 부품수의 저감 및 컴팩트화를 꾀할 수 있으며, 구면 배기관 조인트의 저렴화나 자동차의 배기계 시스템에 대한 부착 위치의 자유도를 확대시킬 수 있다. 또 본 발명의 구면 배기관 조인트에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에 상류측 배기관 및 하류측 배기관에 상대 각(角)변위 및 상대 회전 변위가 발생하더라도 스틱 슬립 등에 기초한 이음을 발생시키지 않아, 운전자 등에 불쾌감을 주지 않는 승차감이 매우 좋은 자동차로 할 수 있고, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디를 정상 위치에 보유지지할 수 있어 배기가스의 누설도 없고 아울러 제조를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 탄성 가압 부재는 환형의 웨이브 스프링(파형 스프링)으로 이루어져도 좋고, 이러한 경우에는, 예를 들면 일반 코일 스프링에 비해 전체 길이를 짧게 할 수 있으며, 아울러 웨이브 스프링에 접촉하는 상대 부재에 대한 탄성 가압력을 원주 방향에서 균일하게 전달할 수 있다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 제1 씰 보디의 볼록 구면형 외주면 혹은 오목 구면형 내주면 및 제2 씰 보디의 볼록 구면형 외주면 혹은 오목 구면형 내주면 각각의 구심(球心)은 동일해도 좋고 달라도 좋다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 탄성 가압 부재는 축방향에서 제1 씰 보디 및 내부 케이스 사이에 개재됨과 아울러 축방향에서 제1 씰 보디를 외부 케이스를 향해 탄성적으로 가압해도 좋고, 축방향에서 제2 씰 보디 및 내부 케이스 사이에 개재됨과 아울러 축방향에서 제2 씰 보디를 외부 케이스를 향해 탄성적으로 가압해도 좋고, 축방향에서 제1 씰 보디 및 외부 케이스 사이에 개재됨과 아울러 축방향에서 제1 씰 보디를 내부 케이스를 향해 탄성적으로 가압해도 좋고, 축방향에서 제2 씰 보디 및 외부 케이스 사이에 개재됨과 아울러 축방향에서 제2 씰 보디를 내부 케이스를 향해 탄성적으로 가압해도 좋다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 외부 케이스는 축방향에서의 일단에서 상기 일방의 배기관의 관 단부에 고착된 제1 외부 케이스와, 축방향에서의 일단에서 제1 외부 케이스의 축방향에서의 타단에 연결됨과 아울러, 축방향에서의 타단이 내부 케이스 또는 상기 타방의 배기관에 대해 직경 방향의 간극을 두고 배치되어 있는 제2 외부 케이스를 구비하고 있어도 좋고, 이러한 경우에는 구면 배기관 조인트의 조립을 용이하게 할 수 있다.
상술한 제1 외부 케이스 타단의 외주면 및 내주면 중 일방 및 상술한 제2 외부 케이스 일단의 내주면 및 외주면 중 일방에는 각각 서로 나사 결합되어 있는 나사 결합부가 형성되어 있어도 좋고, 이러한 경우에는 구면 배기관 조인트의 조립시에 나사 결합부의 나사 결합 조정을 행함으로써 제1 외부 케이스 및 제2 외부 케이스의 축방향에서의 상호 위치를 조정할 수 있으며, 이로써 축방향에서의 탄성 가압 부재에 대한 프리로드를 조정할 수 있으며, 또한 구면 배기관 조인트의 사용에 의해 제1 씰 보디, 제2 씰 보디 등에 경시 열화가 발생했을 때에도 상기 프리로드의 재조정을 행함으로써 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 씰 시트에 대한 접촉 상태 및 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디에 의한 가스 씰을 양호한 상태로 유지할 수 있다.
상술한 제1 외부 케이스의 타단 및 제2 외부 케이스의 일단은 용접되어도 좋다.
상술한 제1 외부 케이스의 타단 및 제2 외부 케이스의 일단은 볼트 및 너트에 의해 연결되어 있어도 좋다.
상술한 제1 외부 케이스의 타단에는 환형의 플랜지부가 형성되어 있으며, 상술한 제2 외부 케이스의 일단에는, 제1 외부 케이스의 플랜지부보다 축방향에서 해당 제1 외부 케이스의 일단측에 위치하고 있는 환형의 플랜지부가 형성되어 있으며, 제1 외부 케이스의 플랜지부 및 제2 외부 케이스의 플랜지부 사이에는 탄성 가압 부재가 개재되어 있어도 좋다. 이러한 경우에는, 탄성 가압 부재를 열원으로서의 상류측 배기관 및 하류측 배기관으로부터 직경 방향으로 이격시킬 수 있어, 열원의 온도 변화에 영향을 받지 않는 탄성 가압 부재의 탄성 특성을 얻을 수 있다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 내부 케이스 및 해당 내부 케이스가 고착된 상기 타방의 배기관 사이에는 단열용 간극이 형성되어 있어도 좋고, 또 직경 방향에서의 내부 케이스 및 해당 내부 케이스가 고착된 상기 타방의 배기관 사이에는 단열재가 개재되어 있어도 좋다. 이러한 경우에는, 상류측 배기관 및 하류측 배기관으로부터 내부 케이스, 제1 씰 보디, 제2 씰 보디, 탄성 가압 부재 등으로의 열 전달을 차단할 수 있어 각 부재의 열에 의한 열화를 줄일 수 있다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디는 축방향에 직교하는 선에서 선대칭이어도 좋다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 외주면이 볼록 구면형이며, 외부 케이스의 내주면에는 해당 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면 각각에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제1 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트 및 제2 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트는 축방향에 직교하는 선에서 선대칭이어도 좋다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 외주면이 볼록 구면형이며, 외부 케이스의 내주면에는 상기 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 볼록 구면형의 외주면에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 볼록 구면형의 외주면은 그 곡률 반경이 해당 오목 구면형의 씰 시트의 곡률 반경보다 작게 되도록 형성되어 있어도 좋고, 이러한 경우에는 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방은 외부 케이스의 오목 구면형의 씰 시트에 선접촉하게 된다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면은 고체 윤활제를 포함한 윤활 미끄럼층의 노출면이어도 좋다. 고체 윤활제로서는 폴리테트라플루오로에틸렌 수지, 이황화몰리브덴 또는 질화붕소 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 내주면이 오목 구면형이며, 내부 케이스의 외주면에는 해당 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 오목 구면형의 내주면 각각에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제1 씰 보디의 오목 구면형의 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트 및 제2 씰 보디의 오목 구면형의 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트는, 축방향에 직교하는 선에서 선대칭이어도 좋다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 내주면이 오목 구면형이며, 내부 케이스의 외주면에는 상기 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 오목 구면형의 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 오목 구면형의 내주면은 그 곡률 반경이 상기 볼록 구면형의 씰 시트의 곡률 반경보다 크게 되도록 형성되어 있어도 좋고, 이러한 경우에는 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방은 내부 케이스의 볼록 구면형의 씰 시트에 선접촉하게 된다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 오목 구면형의 내주면은 고체 윤활제를 포함한 윤활 미끄럼층의 노출면이어도 좋다. 고체 윤활제로서는 폴리테트라플루오로에틸렌 수지, 이황화몰리브덴 또는 질화붕소 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
본 발명의 구면 배기관 조인트에서는, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디는 팽창 흑연, 운모 또는 석면 등의 내열재와, 금속 세선(細線)으로 형성된 금속망으로 이루어진 보강재를 압축 성형하여 이루어지고, 내열재가 금속망으로 이루어진 보강재의 간극에 배치되어 이루어져도 좋다.
본 발명에 의하면, 자동차의 가감 속도나 엔진의 회전 등에 기초한 자동차 본체의 진동에 기인하여 각 부재에 경시 열화가 생기더라도 해당 각 부재 사이에 간극을 발생시키지 않아, 해당 각 부재끼리 충돌하여 이음이 발생할 우려를 없앨 수 있으며, 게다가 상류측 배기관 및 하류측 배기관의 상호 비틀림 방향을 포함한 요동의 등방성을 확보한 후에 부품수의 저감이나 컴팩트화를 도모할 수 있어 저렴화나 배기계 시스템에 대한 부착 위치의 자유도를 확대할 수 있는 구면 배기관 조인트를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태의 예의 일부 종단면 설명도이다.
도 2는, 도 1에 도시한 예의 외부 케이스를 일부 생략한 설명도이다.
도 3은, 도 1에 도시한 예를 상류측에서 본 설명도이다.
도 4는, 도 1에 도시한 예의 주로 웨이브 스프링의 설명도이다.
도 5의 (a) 및 (b)는, 도 1에 도시한 예의 외부 케이스의 일부 설명도이다.
도 6은, 본 발명의 실시형태의 다른 예의 일부 종단면 설명도이다.
도 7은, 본 발명의 실시형태의 또 다른 예의 일부 종단면 설명도이다.
도 8은, 본 발명의 실시형태의 또 다른 예의 일부 종단면 설명도이다.
도 9는, 본 발명의 실시형태의 또 다른 예의 일부 종단면 설명도이다.
다음으로 본 발명의 실시형태를, 도면에 도시한 바람직한 예에 기초하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명은 이들 예에 하등 한정되지 않는다.
도 1 내지 도 3에서 본 예의 구면 배기관 조인트(1)는, 엔진측에 연결된 상류측 배기관(2) 및 상류측 배기관(2)의 원통형의 관 단부(3)에 축방향으로서의 X방향으로 간격을 두고 대향하여 배치된 원통형의 관 단부(4)를 가지며 대기측에 연결된 하류측 배기관(5) 중 일방의 배기관, 본 예에서는 하류측 배기관(5)의 관 단부(4)에 고착된 외부 케이스(6)와, 상류측 배기관(2) 및 하류측 배기관(5) 중 타방의 배기관, 본 예에서는 상류측 배기관(2)의 관 단부(3)에 고착됨과 아울러 직경 방향에서 외부 케이스(6)에 간극(7)을 두고 대면하는 내부 케이스(8)와, 상류측에서 간극(7)에 배치됨과 아울러 외부 케이스(6)의 내주면(9)에 대면한 외주면(12) 및 외주면(12)에 대향하고 또한 내부 케이스(8)의 외주면(11)에 대면한 내주면(10)을 가진 원환(圓環)형의 씰 보디(13)와, 씰 보디(13)보다 하류측에서 간극(7)에 배치됨과 아울러 외부 케이스(6)의 내주면(9)에 대면한 외주면(15) 및 외주면(15)에 대향하고 또한 내부 케이스(8)의 외주면(11)에 대면한 내주면(14)을 가진 원환형의 씰 보디(16)와, 외부 케이스(6) 및 내부 케이스(8) 사이에 배치됨과 아울러 씰 보디(13) 및 (16)를 X방향에서 외부 케이스(6) 및 내부 케이스(8) 중 일방, 본 예에서는 외부 케이스(6)를 향해 탄성적으로 가압하는 탄성 가압 부재로서의 원환형의 웨이브 스프링(파형 스프링)(17)을 구비하고 있다.
외부 케이스(6)는, X방향에서의 단부(일단)(21)에서 하류측 배기관(5)의 관 단부(4)에 고착된 제1 외부 케이스(23)(이하, 외부 케이스(23)로 칭함)와, X방향에서의 단부(일단)(24)에서 외부 케이스(23)의 X방향에서의 단부(타단)(22)에 연결됨과 아울러 X방향에서의 단부(타단)(25)가 내부 케이스(8)에 대해 직경 방향의 간극(27)을 두고 배치되어 있는 제2 외부 케이스(26)(이하, 외부 케이스(26)로 칭함)를 구비하고 있다.
외부 케이스(23)는, 하류측 배기관(5)의 관 단부(4)에 용접 등에 의해 단부(21)가 고착되어 있는 소직경 원통부(31)와, 소직경 원통부(31)보다 상류측에 배치되어 있는 대직경 원통부(32)와, X방향에서 소직경 원통부(31) 및 대직경 원통부(32) 사이에 배치되어 해당 소직경 원통부(31) 및 대직경 원통부(32)에 일체적으로 연결되어 있는 부분 구형상부(33)를 구비하고 있으며, 부분 구형상부(33)의 내주면(34)에는 씰 보디(16)의 볼록 구면형의 외주면(15)에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트(35)가 형성되어 있다. 소직경 원통부(31)는, 그 내주면(41)에서 하류측 배기관(5)의 관 단부(4)의 외주면(42)에 접합되어 용접 등에 의해 고착되어 있다. 씰 시트(35)는, 본 예에서는 씰 보디(16)의 볼록 구면형의 외주면(15)에 대해 상보적인 형상을 가지고 있다.
외부 케이스(26)는, 단부(24)가 외부 케이스(23)의 대직경 원통부(32)의 단부(22)에 레이저 용접에 의해 연결되어 있는 대직경 원통부(36)와, 대직경 원통부(36)보다 상류측에 배치되어 해당 대직경 원통부(36)에 일체적으로 연결되어 있는 부분 구형상부(37)를 구비하고 있으며, 부분 구형상부(37)의 내주면(38)에는, 씰 보디(13)의 볼록 구면형의 외주면(12)에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트(39)가 형성되어 있다. 대직경 원통부(36)는 그 내주면(43)에서 외부 케이스(23)의 대직경 원통부(32)의 외주면(44)에 접합되어 레이저 용접에 의해 고착되어 있다. 씰 시트(39)는, 본 예에서는 씰 보디(13)의 볼록 구면형의 외주면(12)에 대해 상보적인 형상을 가지고 있다. 씰 시트(35) 및 (39)는 서로 동일한 구심(O)을 가지고 있다.
외부 케이스(23) 및 (26)는, 본 예에서는 레이저 용접에 의해 연결되어 있지만, 그 대신에 예를 들면 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 대직경 원통부(32)의 단부(22)에서의 외주면(44) 및 대직경 원통부(36)의 단부(24)에서의 내주면(43) 각각에 서로 나사 결합되어 있는 나사 결합부(45) 및 (46)가 형성되어 있어도 좋고, 나사 결합부(45) 및 (46) 중 일방이 수나사로 이루어지고 해당 타방이 암나사로 이루어져 있어도 좋다. 이러한 경우에는, 구면 배기관 조인트(1)의 조립시에 나사 결합부(45) 및 (46)의 나사 결합 조정을 행함으로써 외부 케이스(26)의 외부 케이스(23)에 대한 X방향에서의 상대 위치를 조정할 수 있으며, 이로써 X방향에서의 웨이브 스프링에 대한 프리로드를 간단히 조정할 수 있고, 또 예를 들면 구면 배기관 조인트(1)의 사용에 의해 씰 보디(13) 및 (16) 등에 경시 열화가 발생했을 때에도 상기 나사 결합 조정에 의한 웨이브 스프링에 대한 프리로드의 재조정을 행함으로써 씰 보디(13) 및 (16)의 씰 시트(35) 및 (39)에 대한 접촉 상태 및 씰 보디(13) 및 (16)에 의한 가스 씰을 양호한 상태로 유지할 수 있다. 아울러 상기 나사 결합 조정에 의한 웨이브 스프링에 대한 프리로드의 재조정을 행하지 않는 경우에는, 구면 배기관 조인트(1)의 조립시의 나사 결합부(45) 및 (46)의 초기 나사 결합 조정 후에 외부 케이스(23)의 단부(22) 및 외부 케이스(26)의 단부(24)를 용접 등에 의해 고착시켜도 좋다.
또 외부 케이스(23) 및 (26)는, 본 예에서는 레이저 용접에 의해 연결되어 있는데, 그 대신에 예를 들면 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 외부 케이스(23)의 단부(22) 및 외부 케이스(26)의 단부(24) 각각에 플랜지(47) 및 (48)를 형성하고 해당 플랜지(47) 및 (48)를 볼트(49) 및 너트(50)에 의해 체결함으로써 외부 케이스(23) 및 (26)를 연결해도 좋다.
내부 케이스(8)는, 외부 케이스(6)에 대해 직경 방향의 간극(7)을 두고 대면함과 아울러 상류측 배기관(2)에 대해 직경 방향의 단열용 간극(51)을 두고 대면하는 원통부(52)와, 원통부(52)의 하류측 일단(53)보다 하류측에 위치함과 아울러 상류측 배기관(2)의 관 단부(3)에서의 외주면(61)에 용접 등에 의해 고착된 원통형의 소직경 단부(54)를 가짐과 아울러 원통부(52)의 일단(53) 및 소직경 단부(54)를 일체적으로 연결하고 있는 테이퍼형 통부(55)와, 원통부(52)의 상류측 타단(56)에 해당 타단(56)으로부터 직경 방향 내측으로 연장된 원환형 연결부(57)를 개재하여 일체적으로 연결됨과 아울러 상류측 배기관(2)의 외주면(61)에 용접 등에 의해 고착되어 있는 소직경 원통부(58)와, X방향에서 일단(53) 및 타단(56)으로부터 떨어진 원통부(52)의 중간부에 배치되어 직경 방향 외측에 돌출 형성됨과 아울러 웨이브 스프링(17)에 맞닿는 원환형의 맞닿음면(59)을 가지고 있는 원환형 돌출부(60)를 구비하고 있다. 상류측에서 하류측을 향해 점차 직경축소되는 테이퍼형 통부(55)의 외주면(62)은 평탄해도 좋고 또 볼록 구면형이어도 좋다. 원환형 돌출부(60)는, 상류측에서 하류측을 향해 테이퍼형으로 점차 축경되어 있다. 맞닿음면(59)은 X방향에 직교하는 면과 평행하다. X방향에서 원환형 연결부(57) 및 맞닿음면(59) 사이에 위치하는 원통부(52)의 외주면(63)에는 씰 보디(13)의 내주면(10)이 맞닿아 있다.
원통부(52), 테이퍼형 통부(55) 및 원환형 돌출부(60)는 외부 케이스(6)에 대해 직경 방향의 간극(7)을 두고 배치됨과 아울러 상류측 배기관(2)의 외주면(61)에 대해 직경 방향의 단열용 간극(51)을 두고 배치되어 있으며, 소직경 원통부(58)의 외주면(64)은 외부 케이스(26)의 단부(25)에 대해 직경 방향의 간극(27)을 두고 배치되어 있다.
씰 보디(13) 및 (16)는 팽창 흑연, 운모 또는 석면 등의 내열재, 본 예에서는 주로 팽창 흑연으로 이루어진 내열재와, 금속 세선으로 형성된 금속망으로 이루어진 보강재를 압축 성형하여 이루어지고, 내열재가 금속망으로 이루어진 보강재의 간극에 배치되어 이루어진다.
본 예에서는 구띠(球帶)형의 씰 보디(13)는, 외부 케이스(26)의 오목 구면형의 씰 시트(39)에 슬라이딩 가능하며 기밀(氣密)하게 접촉됨과 아울러 고체 윤활제를 포함한 윤활 미끄럼층의 노출면으로 이루어진 볼록 구면형의 상술한 외주면(12)과, 원통부(52)의 외주면(63)에 상보적인 형상을 가짐과 아울러 해당 외주면(63)에 접촉되어 있는 상술한 내주면(10)과, X방향에서 서로 대향하는 1쌍의 원환형 단면(65) 및 (66)을 구비하고 있다. 상류측의 원환형 단면(65)은 하류측의 원환형 단면(66)에 대해 소직경이다. 원환형 단면(66)은, 웨이브 스프링(17)에 맞닿음과 아울러 X방향에서 웨이브 스프링(17)을 개재하여 맞닿음면(59)에 대면하고 있다.
본 예에서는 구띠형의 씰 보디(16)는, 외부 케이스(23)의 오목 구면형의 씰 시트(35)에 슬라이딩 가능하며 기밀하게 접촉됨과 아울러 고체 윤활제를 포함한 윤활 미끄럼층의 노출면으로 이루어진 볼록 구면형의 상술한 외주면(15)과, 테이퍼형 통부(55)의 외주면(62)에 상보적인 형상을 가짐과 아울러 해당 외주면(62)에 접촉되어 있는 상술한 내주면(14)과, X방향에서 서로 대향하고 있는 1쌍의 원환형 단면(67) 및 (68)을 구비하고 있다. 씰 보디(13)의 외주면(12) 및 씰 보디(16)의 외주면(15) 각각의 구심(O)은 동일하다.
웨이브 스프링(17)은, 예를 들면 도 4에 도시한 바와 같이 원주 방향에서 파형으로 형성되어 있다. 이러한 웨이브 스프링(17)은, 본 예에서는 X방향에서 씰 보디(13)의 원환형 단면(66) 및 내부 케이스(8)의 맞닿음면(59) 사이에 개재되어 있으며, X방향에서 씰 보디(13)의 외주면(12)을 외부 케이스(26)의 씰 시트(39)를 향해 탄성적으로 가압함과 아울러 씰 보디(13) 및 외부 케이스(26)를 개재하여 X방향에서 씰 보디(16)의 외주면(15)을 외부 케이스(23)의 씰 시트(35)를 향해 탄성적으로 가압하고 있다. 웨이브 스프링(17)은 씰 보디(13)의 원환형 단면(66)에 맞닿아 있는 복수의 맞닿음부(71)가 원주 방향에서 등간격을 두고 배치됨과 아울러 내부 케이스(8)의 맞닿음면(59)에 맞닿아 있는 복수의 맞닿음부(72)가 원주 방향에서 등간격을 두고 배치되어 있으며, 이로써 복수의 맞닿음부(71) 및 (72)를 개재하여 원환형 단면(66) 및 맞닿음면(59)에 탄성 가압력을 원주 방향에서 균일하게 전달할 수 있어 상기 양 가압력은 서로 동일하며, 상기 가압에 의해 씰 보디(13) 및 외부 케이스(26)의 접촉 상태 및 씰 보디(16) 및 외부 케이스(23)의 접촉 상태를 양호하게 확보할 수 있다. 또 이러한 웨이브 스프링(17)은, 예를 들면 코일 스프링에 대해 신축 방향의 길이가 짧게 형성되므로 구면 배기관 조인트(1)의 X방향에서의 치수를 작게 할 수 있으며 웨이브 스프링(17) 자체가 외부 케이스(6) 및 내부 케이스(8) 사이의 간극(7)에 배치되어 있기 때문에 구면 배기관 조인트(1)의 직경 방향에서의 치수를 작게 할 수 있다.
이상의 구면 배기관 조인트(1)에서는, 상류측 배기관(2)과 하류측 배기관(5) 사이의 각변위 방향(A)의 상대적인 요동 및 상류측 배기관(2)과 하류측 배기관(5) 사이의 비틀림 방향(회전 방향)(B)의 상대적인 요동은, 외부 케이스(23)의 씰 시트(35)와 씰 보디(16)의 외주면(15)과의 슬라이딩 및 외부 케이스(26)의 씰 시트(39)와 씰 보디(13)의 외주면(12)과의 슬라이딩에 의해 등방성을 가지고 허용된다.
여기서 외부 케이스(23)의 씰 시트(35)와 씰 보디(16)의 외주면(15)과의 슬라이딩 및 외부 케이스(26)의 씰 시트(39)와 씰 보디(13)의 외주면(12)과의 슬라이딩의 반복 등에 의해 씰 보디(13) 및 (16)의 외주면(12) 및 (15) 등에 경시 열화가 생기더라도 웨이브 스프링(17)의 탄성 가압력에 의해 외부 케이스(23)의 씰 시트(35)와 씰 보디(16)의 외주면(15)과의 접촉 상태 및 외부 케이스(26)의 씰 시트(39)와 씰 보디(13)의 외주면(12)과의 접촉 상태가 양호하게 확보된다.
본 예의 구면 배기관 조인트(1)에 의하면, 상류측 배기관(2) 및 상류측 배기관(2)의 관 단부(3)에 대향하여 배치된 관 단부(4)를 가진 하류측 배기관(5) 중 일방으로서의 하류측 배기관(5)의 관 단부(4)에 고착된 외부 케이스(6)와, 상류측 배기관(2) 및 하류측 배기관(5) 중 타방으로서의 상류측 배기관(2)의 관 단부(3)에 고착됨과 아울러, 직경 방향에서 외부 케이스(6)에 간극(7)을 두고 대면하는 내부 케이스(8)와, 상류측에서 상기 간극(7)에 배치됨과 아울러 외부 케이스(6)의 내주면(9)에 대면한 외주면(12) 및 외주면(12)에 대향하고 또한 내부 케이스(8)의 외주면(11)에 대면한 내주면(10)을 가진 환형의 씰 보디(13)와, 씰 보디(13)보다 하류측에서 상기 간극(7)에 배치됨과 아울러 외부 케이스(6)의 내주면(9)에 대면한 외주면(15) 및 외주면(15)에 대향하고 또한 내부 케이스(8)의 외주면(11)에 대면한 내주면(14)을 가진 환형의 씰 보디(16)와, 외부 케이스(6) 및 내부 케이스(8) 사이에 배치됨과 아울러 씰 보디(13) 및 (16)를 X방향에서 외부 케이스(6) 및 내부 케이스(8) 중 일방을 향해 탄성적으로 가압하는 탄성 가압 부재로서의 웨이브 스프링(17)을 구비하고 있으며, 씰 보디(13)의 외주면(12)이 볼록 구면형이며 외부 케이스(6)의 내주면(9)에는 해당 외주면(12)에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트(39)가 형성되어 있으며, 씰 보디(16)의 외주면(15)이 볼록 구면형이며 외부 케이스(6)의 내주면(9)에는 해당 외주면(15)에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트(35)가 형성되어 있기 때문에 자동차의 가감속이나 엔진의 회전 등에 기초한 자동차 본체의 진동에 기인하여 각 부재에 경시 열화가 생기더라도 해당 각 부재 사이에 간극을 발생시키지 않아, 해당 각 부재끼리 충돌하여 이음이 발생할 우려가 없으며, 게다가 상류측 배기관(2) 및 하류측 배기관(5)의 상호 비틀림 방향을 포함한 요동의 등방성을 확보할 수 있고, 또한 예를 들면 외부 케이스(6)의 직경 방향 외측에 볼트, 너트 및 코일 스프링 등으로 이루어진 연결 수단(미도시)을 설치할 필요가 없어 부품수의 저감 및 컴팩트화를 도모할 수 있고, 구면 배기관 조인트(1)의 저렴화나 자동차의 배기계 시스템에 대한 부착 위치의 자유도를 확대할 수 있다. 또 구면 배기관 조인트(1)에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에 상류측 배기관(2) 및 하류측 배기관(5)에 상대 각변위 및 상대 회전 변위가 발생하더라도 스틱 슬립 등에 기초한 이음을 발생시키지 않아, 운전자 등에 불쾌감을 주지 않는 승차감이 매우 좋은 자동차로 할 수 있고, 씰 보디(13) 및 (16)를 정상 위치에 보유지지할 수 있어 배기가스의 누설도 없고 나아가 제조를 용이하게 할 수 있다.
구면 배기관 조인트(1)에 의하면, 탄성 가압 부재가 환형의 웨이브 스프링(17)으로 이루어져 있기 때문에, 예를 들면 일반 코일 스프링에 비해 전체 길이를 짧게 할 수 있고 게다가 웨이브 스프링(17)에 접촉하는 상대 부재에 대한 탄성 가압력을 원주 방향에서 균일하게 전달할 수 있다.
구면 배기관 조인트(1)에 의하면, 외부 케이스(6)는 X방향에서의 단부(21)에서 하류측 배기관(5)의 관 단부(4)에 고착된 외부 케이스(23)와, X방향에서의 단부(24)에서 외부 케이스(23)의 X방향에서의 단부(22)에 연결됨과 아울러 X방향에서의 단부(25)가 내부 케이스(8) 또는 상류측 배기관(2)에 대해 직경 방향의 간극(27)을 두고 배치되어 있는 외부 케이스(26)를 구비하고 있기 때문에 구면 배기관 조인트(1)의 조립을 용이하게 할 수 있다.
구면 배기관 조인트(1)에 의하면, 내부 케이스(8) 및 해당 내부 케이스(8)가 고착된 상류측 배기관(2) 사이에는 단열용 간극(51)이 형성되어 있기 때문에 상류측 배기관(2) 및 하류측 배기관(5)으로부터 내부 케이스(8), 씰 보디(13), 씰 보디(16), 웨이브 스프링(17) 등으로의 열의 전달을 차단할 수 있어 각 부재의 열에 의한 열화를 줄일 수 있다.
상술한 구면 배기관 조인트(1)에서는, 예를 들면 씰 보디(13) 및 (16)의 외주면(12) 및 (15) 중 적어도 일방은, 그 곡률 반경이 대응하는 씰 시트(35) 및 (39) 중 적어도 일방의 곡률 반경보다 작게 되도록 형성되어 있어도 좋다.
본 예의 구면 배기관 조인트(1)는, 주로 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 구성되어 있지만, 그 대신에 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같이 구성되어도 좋다. 도 6에 도시한 구면 배기관 조인트(1)에서는 후술하는 구성을 제외하고 도 1 내지 도 3에 도시한 구면 배기관 조인트(1)와 동일한 구성이며, 외부 케이스(23)의 대직경 원통부(32)는 외부 케이스(26)의 대직경 원통부(36)보다 직경 방향에서 외측에 위치하도록 형성되어 있으며, 내부 케이스(8)는 그 원통부(52) 및 원환형 돌출부(60)가 X방향에서 역방향으로 형성되어 있으며, 씰 보디(13) 및 (16)도 또한 X방향에서 역방향으로 배치되어 씰 보디(13)의 외주면(12)이 외부 케이스(23)의 씰 시트(35)에, 씰 보디(16)의 외주면(15)이 외부 케이스(26)의 씰 시트(39)에 각각 슬라이딩 가능하게 접촉되어 있으며, 웨이브 스프링(17)은 씰 보디(13)와 내부 케이스(8) 사이에 개재되어 있다. 이러한 경우에 씰 보디(13)의 외주면(12) 및 외부 케이스(23)의 씰 시트(35) 각각의 형상은 서로 기밀하게 슬라이딩 가능하게 접촉하도록 형성되며, 씰 보디(16)의 외주면(15) 및 외부 케이스(26)의 씰 시트(39) 각각의 형상은 서로 기밀하게 슬라이딩 가능하게 접촉하도록 형성된다.
구면 배기관 조인트(1)는, 주로 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 구성되어 있지만, 그 대신에 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이 구성되어도 좋다. 도 7에 도시한 구면 배기관 조인트(1)에서는, 후술하는 구성을 제외하고 도 1 내지 도 3에 도시한 구면 배기관 조인트(1)와 동일 구성으로서, 외부 케이스(6a)가 상류측 배기관(2)의 관 단부(3)에 고착되어 있으며, 내부 케이스(8a)가 하류측 배기관(5)의 관 단부(4)에 고착되어 있으며, 씰 보디(13a) 및 (16a)는 구띠형으로서 구심(O)이 동일하고, 게다가 X방향에서 직교하는 방향으로 신장됨과 아울러 구심(O)을 통과하는 선(40)에서 선대칭으로 형성되어 있으며, 내부 케이스(8a)와 하류측 배기관(2) 사이에는 단열재(75)가 개재되어 있다. 내부 케이스(8a)는, 하류측 배기관(5)에 용접 등에 의해 고착되어 있는 소직경 원통부(58a)와, 외부 케이스(6a)에 대해 간극(7)을 두고 배치됨과 아울러 하류측 배기관(5)에 대해 단열재(75)가 개재되는 단열용 간극(51a)을 두고 배치되어 있으며, 또한 소직경 원통부(58a)에 원환형 연결부(57a)를 개재하여 일체적으로 연결되어 있는 원통부(52a)와, 원통부(52a)의 X방향에서의 양단으로부터 떨어진 중간부에 배치되어 직경 방향 외측으로 돌출 형성된 원환형 돌출부(60a)를 구비하고 있으며, 원환형 돌출부(60a)는 웨이브 스프링(17)에 맞닿아 있는 맞닿음면(59a)과, 씰 보디(16a)의 원환형 단면(67a)이 맞닿아 있는 원환형의 맞닿음면(76)을 구비하고 있다. 실리카 등으로 이루어진 단열재(75)는 원통형으로서, 하류측 배기관(2)의 외주면(61)에 외장되어 있으며 그 일부가 직경 방향에서 씰 보디(13a) 및 하류측 배기관(2) 사이 및 씰 보디(16a) 및 하류측 배기관(2) 사이에 배치되어 있다. 도 7에 도시한 구면 배기관 조인트(1)에서는 웨이브 스프링(17)은, 예를 들면 원환형 돌출부(60a)의 맞닿음면(76)과 씰 보디(16a)의 원환형 단면(67a) 사이에 개재되어 있어도 좋고, 또 상기 웨이브 스프링(17)에 더하여, 웨이브 스프링(17)과 동일하게 구성된 다른 웨이브 스프링이 원환형 돌출부(60a)의 맞닿음면(76)과 씰 보디(16a)의 원환형 단면(67a) 사이에 개재되어 있어도 좋다. 도 7에 도시한 구면 배기관 조인트(1)에서는 단열재(75)를 가지고 있기 때문에 상류측 배기관(2) 및 하류측 배기관(5)으로부터 내부 케이스(8a), 씰 보디(13a), 씰 보디(16a), 웨이브 스프링(17) 등으로의 열 전달을 차단할 수 있어 각 부재의 열에 의한 열화를 줄일 수 있다.
구면 배기관 조인트(1)는, 주로 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 구성되어 있지만, 그 대신에 예를 들면 도 8에 도시한 바와 같이 구성되어도 좋다. 도 8에 도시한 구면 배기관 조인트(1)에서는, 후술하는 구성을 제외하고 도 1 내지 도 3에 도시한 구면 배기관 조인트(1)와 동일 구성으로서, 씰 보디(13b)는 그 내주면(10b)이 오목 구면형이며, 상류측의 원환형 단면(65b)에는 웨이브 스프링(17)이 배치되는 환형 오목부(83)가 형성되어 있으며, 내부 케이스(8b)는 내주면(10b)에 대면함과 아울러 해당 내주면(10b)에 슬라이딩 가능하게 접촉되어 있는 볼록 구면형의 씰 시트(81)를 구비하고 있으며, 외부 케이스(26b)는 씰 보디(13b)의 외주면(12b)에 대면하는 내주면(9b)을 가진 대직경 원통부(36b)와, 대직경 원통부(36b)의 상류측 단부에 일체적으로 연결됨과 아울러 내부 케이스(8b)에 대해 직경 방향의 간극(27)을 두고 배치되고 또한 웨이브 스프링(17)에 맞닿도록 직경 방향 내측으로 연장된 원환형 단부(82)를 구비하고 있다. 원환형 단부(82)는, 씰 보디(13b)의 원환형 단면(65b)에도 맞닿아 구면 배기관 조인트(1)의 내부와 외기(外氣)를 차단하고 있다. 여기서 웨이브 스프링(17)은, 그 맞닿음부(71)가 원환형 단부(82)에 맞닿고 또한 그 맞닿음부(72)가 환형 오목부(83)의 저면에 맞닿아 있으며, X방향에서 씰 보디(13b)를 내부 케이스(8b)를 향해 탄성적으로 가압하고 있다. 이와 같이 구면 배기관 조인트(1)는, 오목 구면형의 내주면을 가진 씰 보디 및 해당 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트를 가진 내부 케이스를 구비하고 있어도 좋고, 예를 들면 도 8에 도시한 씰 보디(16) 및 씰 시트(35) 등 대신에 오목 구면형의 내주면을 가진 씰 보디 및 해당 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트를 구비하고 있어도 좋고, 이러한 경우에 외부 케이스(23b)와 상기 씰 보디 사이에 웨이브 스프링(17)이 개재되고, 해당 웨이브 스프링(17)이 X방향에서 상기 씰 보디를 씰 시트를 향해 탄성적으로 가압하도록 되어 있어도 좋고, 나아가 상기 씰 보디의 오목 구면형의 내주면 및 해당 내주면에 대면하는 상기 볼록 구면형의 씰 시트 및 씰 보디(13b)의 내주면(10b) 및 해당 내주면(10b)에 대면하는 씰 시트(81)는 선(40)에 대해 선대칭이어도 좋고, 나아가 또한 양 씰 보디의 오목 구면형의 내주면은 고체 윤활제를 포함한 윤활 미끄럼층의 노출면이어도 좋다. 아울러 상기 씰 보디의 오목 구형의 내주면은 그 곡률 반경이 상기 내부 케이스의 볼록 구면형의 씰 시트의 곡률 반경보다 크게 되도록 형성되어 있어도 좋다.
구면 배기관 조인트(1)는, 주로 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 구성되어 있지만, 그 대신에 예를 들면 도 9에 도시한 바와 같이 구성되어도 좋다. 도 9에 도시한 구면 배기관 조인트(1)는, 후술하는 구성을 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시한 구면 배기관 조인트(1)와 동일 구성으로서, 웨이브 스프링(17)은 씰 보디(13) 및 내부 케이스(8) 사이에서 제거되며 외부 케이스(23)의 단부(22)에는 환형의 플랜지부(91)가 형성되어 있고, 외부 케이스(26)의 단부(24)에는 플랜지부(91)보다도 X방향에서 해당 외부 케이스(23)의 단부(21)측에 위치되어 있는 환형의 플랜지부(92)가 형성되어 있으며, 플랜지부(91) 및 (92) 사이에는 웨이브 스프링(17c)이 개재되어 있다. 이들 도 9에 도시한 구면 배기관 조인트(1)에 의하면, 웨이브 스프링(17c)을 열원으로서의 상류측 배기관(2) 및 하류측 배기관(5)으로부터 직경 방향으로 이격시킬 수 있어 열원의 온도 변화에 영향을 받지 않는 웨이브 스프링(17c)의 탄성 특성을 얻을 수 있다.
1　구면 배기관 조인트
2　상류측 배기관
3,4　관 단부
5　하류측 배기관
6　외부 케이스
8　내부 케이스
13, 13a, 13b, 16, 16a　씰 보디
17, 17c　웨이브 스프링

Claims (22)

  1. 상류측 배기관 및 이 상류측 배기관의 관 단부에 대향하여 배치된 관 단부를 가진 하류측 배기관 중 일방의 배기관의 관 단부에 고착된 외부 케이스와, 상류측 배기관 및 하류측 배기관 중 타방의 배기관의 관 단부에 고착됨과 아울러 직경 방향에서 외부 케이스에 간극을 두고 대면하는 내부 케이스와, 상류측에서 상기 간극에 배치됨과 아울러 외부 케이스의 내주면에 대면한 외주면 및 이 외주면에 대향하고 또한 내부 케이스의 외주면에 대면한 내주면을 가진 환형의 제1 씰 보디(seal body)와, 제1 씰 보디보다 하류측에서 상기 간극에 배치됨과 아울러 외부 케이스의 내주면에 대면한 외주면 및 이 외주면에 대향하고 또한 내부 케이스의 외주면에 대면한 내주면을 가진 환형의 제2 씰 보디와, 외부 케이스 및 내부 케이스 사이에 배치됨과 아울러 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디를 축방향에서 외부 케이스 및 내부 케이스 중 일방을 향해 탄성적으로 가압하는 탄성 가압 부재를 구비하고 있으며, 제1 씰 보디의 외주면이 볼록 구면형인 경우에는 외부 케이스의 내주면에는 해당 제1 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트(座)가 형성되어 있으며, 제1 씰 보디의 내주면이 오목 구면형인 경우에는 내부 케이스의 외주면에는 해당 제1 씰 보디의 오목 구면형의 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제2 씰 보디의 외주면이 볼록 구면형인 경우에는 외부 케이스의 내주면에는 해당 제2 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제2 씰 보디의 내주면이 오목 구면형인 경우에는 내부 케이스의 외주면에는 해당 제2 씰 보디의 오목 구면형의 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며,
    외부 케이스는 축방향에서의 일단에서 상기 일방의 배기관의 관 단부에 고착된 제1 외부 케이스와, 축방향에서의 일단에서 제1 외부 케이스의 축방향에서의 타단에 연결됨과 아울러, 축방향에서의 타단이 내부 케이스 또는 상기 타방의 배기관에 대해 직경 방향의 간극을 두고 배치되어 있는 제2 외부 케이스를 구비하고 있으며,
    제1 외부 케이스의 타단에는 환형의 플랜지부가 형성되어 있으며, 제2 외부 케이스의 일단에는 제1 외부 케이스의 플랜지부보다 축방향에서 해당 제1 외부 케이스의 일단측에 위치하고 있는 환형의 플랜지부가 형성되어 있으며, 제1 외부 케이스의 플랜지부 및 제2 외부 케이스의 플랜지부 사이에는 탄성 가압 부재가 개재되어 있는 구면 배기관 조인트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    탄성 가압 부재는 환형의 웨이브 스프링으로 이루어진 구면 배기관 조인트.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    제1 씰 보디의 볼록 구면형 외주면 혹은 오목 구면형 내주면 및 제2 씰 보디의 볼록 구면형 외주면 혹은 오목 구면형 내주면 각각의 구심(球心)은 동일하거나 또는 다르게 되어 있는 구면 배기관 조인트.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    탄성 가압 부재는 축방향에서 제1 씰 보디 및 내부 케이스 사이에 개재되어 있으며, 축방향에서 제1 씰 보디를 외부 케이스를 향해 탄성적으로 가압하는 구면 배기관 조인트.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    탄성 가압 부재는 축방향에서 제2 씰 보디 및 내부 케이스 사이에 개재되어 있으며, 축방향에서 제2 씰 보디를 외부 케이스를 향해 탄성적으로 가압하는 구면 배기관 조인트.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    탄성 가압 부재는 축방향에서 제1 씰 보디 및 외부 케이스 사이에 개재되어 있으며, 축방향에서 제1 씰 보디를 내부 케이스를 향해 탄성적으로 가압하는 구면 배기관 조인트.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    탄성 가압 부재는 축방향에서 제2 씰 보디 및 외부 케이스 사이에 개재되어 있으며, 축방향에서 제2 씰 보디를 내부 케이스를 향해 탄성적으로 가압하는 구면 배기관 조인트.
  8. 삭제
  9. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    제1 외부 케이스 타단의 외주면 및 내주면 중 일방 및 제2 외부 케이스 일단의 내주면 및 외주면 중 일방에는 각각 서로 나사 결합되어 있는 나사 결합부가 형성되어 있는 구면 배기관 조인트.
  10. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    제1 외부 케이스의 타단 및 제2 외부 케이스의 일단은 용접되어 있는 구면 배기관 조인트.
  11. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    제1 외부 케이스의 타단 및 제2 외부 케이스의 일단은 볼트 및 너트에 의해 연결되어 있는 구면 배기관 조인트.
  12. 삭제
  13. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    내부 케이스 및 해당 내부 케이스가 고착된 상기 타방의 배기관 사이에는 단열용 간극이 형성되어 있는 구면 배기관 조인트.
  14. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    직경 방향에서의 내부 케이스 및 해당 내부 케이스가 고착된 상기 타방의 배기관 사이에는 단열재가 개재되어 있는 구면 배기관 조인트.
  15. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    제1 씰 보디 및 제2 씰 보디는 축방향에 직교하는 선에서 선대칭인 구면 배기관 조인트.
  16. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 외주면이 볼록 구면형이며, 외부 케이스의 내주면에는 해당 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면 각각에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제1 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트 및 제2 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트는 축방향에 직교하는 선에서 선대칭인 구면 배기관 조인트.
  17. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 외주면이 볼록 구면형이며, 외부 케이스의 내주면에는 상기 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 볼록 구면형의 외주면에 대면하는 오목 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 볼록 구면형의 외주면은 그 곡률 반경이 해당 오목 구면형의 씰 시트의 곡률 반경보다 작게 되도록 형성되어 있는 구면 배기관 조인트.
  18. 청구항 16에 있어서,
    제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 볼록 구면형의 외주면은 고체 윤활제를 포함한 윤활 미끄럼층의 노출면인 구면 배기관 조인트.
  19. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 내주면이 오목 구면형이며, 내부 케이스의 외주면에는 해당 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 오목 구면형의 내주면 각각에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제1 씰 보디의 오목 구면형의 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트 및 제2 씰 보디의 오목 구면형의 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트는, 축방향에 직교하는 선에서 선대칭인 구면 배기관 조인트.
  20. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 내주면이 오목 구면형이며, 내부 케이스의 외주면에는 상기 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 오목 구면형의 내주면에 대면하는 볼록 구면형의 씰 시트가 형성되어 있으며, 제1 씰 보디 및 제2 씰 보디 중 적어도 일방의 오목 구면형의 내주면은 그 곡률 반경이 상기 볼록 구면형의 씰 시트의 곡률 반경보다 크게 되도록 형성되어 있는 구면 배기관 조인트.
  21. 청구항 19에 있어서,
    제1 씰 보디 및 제2 씰 보디의 오목 구면형의 내주면은 고체 윤활제를 포함한 윤활 미끄럼층의 노출면인 구면 배기관 조인트.
  22. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    제1 씰 보디 및 제2 씰 보디는 팽창 흑연, 운모 또는 석면 등의 내열재와, 금속 세선(細線)으로 형성된 금속망으로 이루어진 보강재를 압축 성형하여 이루어지고, 내열재가 금속망으로 이루어진 보강재의 간극에 배치되어 이루어지는 구면 배기관 조인트.
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