JP2000291862A - 管継手 - Google Patents
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- annular seal
- pipe
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints; Joints allowing movement
- F16L27/02—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction
- F16L27/04—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly-spherical engaging surfaces
- F16L27/053—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly-spherical engaging surfaces held in place by bolts passing through flanges
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
- F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
- F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
- F01N13/1811—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16L27/06—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly-spherical engaging surfaces with special sealing means between the engaging surfaces
- F16L27/073—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly-spherical engaging surfaces with special sealing means between the engaging surfaces one of the cooperating surfaces forming the sealing means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Joints Allowing Movement (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 環状シールリングのシール面の成形精度を充
分に確保して、排気管等の流体導管を相対角変位可能に
且つ気密状に接続することのできる管継手を提供せんと
する。 【解決手段】 第１流体導管２と第２流体導管３を相対
角変位可能に且つ気密状に接続する管継手１であって、
第１流体導管２の接続部に、開口端側を拡径したテーパ
ー状の内周シール面４ｂを有する金属細線を用いた環状
シールリング４を設け、第２流体導管３の接続部に、前
記環状シールリング４に対面させて部分凸球面状の外周
シール座３ａを設け、前記両流体導管２，３にわたっ
て、環状シールリング４の内周シール面４ｂを前記外周
シール座３ａに摺動自在に圧接させる圧接手段５を設け
たことを特徴とする。
分に確保して、排気管等の流体導管を相対角変位可能に
且つ気密状に接続することのできる管継手を提供せんと
する。 【解決手段】 第１流体導管２と第２流体導管３を相対
角変位可能に且つ気密状に接続する管継手１であって、
第１流体導管２の接続部に、開口端側を拡径したテーパ
ー状の内周シール面４ｂを有する金属細線を用いた環状
シールリング４を設け、第２流体導管３の接続部に、前
記環状シールリング４に対面させて部分凸球面状の外周
シール座３ａを設け、前記両流体導管２，３にわたっ
て、環状シールリング４の内周シール面４ｂを前記外周
シール座３ａに摺動自在に圧接させる圧接手段５を設け
たことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は環状シールリングを
用いて流体導管を相対角変位可能に且つ気密状に接続す
る管継手に関する。
用いて流体導管を相対角変位可能に且つ気密状に接続す
る管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の排気系においては、エン
ジンの振動や走行時における路面からの振動に起因する
車体とエンジンとの相対移動等を吸収するため、排気マ
ニホールドの集合管と排気管との接続や排気管同士の接
続は次のような構成の管継手により相対角変位可能に為
されている。
ジンの振動や走行時における路面からの振動に起因する
車体とエンジンとの相対移動等を吸収するため、排気マ
ニホールドの集合管と排気管との接続や排気管同士の接
続は次のような構成の管継手により相対角変位可能に為
されている。
【０００３】例えば図６に示す管継手５０の様に、自動
車のエンジンに設けられる排気マニホールドの集合管５
１下流側端部に形成された一体フランジ５２の内周に、
テーパー状のシール座５２ｂを形成するとともに、前記
排気マニホールド５１に接続される排気管５３の当該接
続端部５６の外周に前記シール座５２ｂに対応する凸球
面５４ａを有する環状シールリング５４を外装し、前記
テーパー状のシール座５２ｂと前記凸球面５４ａとを両
流体導管の連結部に配置した圧接手段５５の押圧下で相
対角運動可能に密着摺動するように構成したものが広く
採用されている。
車のエンジンに設けられる排気マニホールドの集合管５
１下流側端部に形成された一体フランジ５２の内周に、
テーパー状のシール座５２ｂを形成するとともに、前記
排気マニホールド５１に接続される排気管５３の当該接
続端部５６の外周に前記シール座５２ｂに対応する凸球
面５４ａを有する環状シールリング５４を外装し、前記
テーパー状のシール座５２ｂと前記凸球面５４ａとを両
流体導管の連結部に配置した圧接手段５５の押圧下で相
対角運動可能に密着摺動するように構成したものが広く
採用されている。
【０００４】また、自動車の排気管同士を接続する管継
手としては、例えば特公平２−３３９１２号公報に記載
の球面管継手が知られている。これは上流側排気管の端
部外周に凸球面状の環状シールリングを外装するととも
に、その凸球面に対応する凹球面状のシール座を内周に
形成したフランジを下流側排気管の接続端部に溶接固定
し、前記環状シールリングの凸球面と前記シール座の凹
球面とを両排気管の連結部に配置した圧接手段の押圧下
で相対角運動可能に密着摺接するように構成したもので
ある。
手としては、例えば特公平２−３３９１２号公報に記載
の球面管継手が知られている。これは上流側排気管の端
部外周に凸球面状の環状シールリングを外装するととも
に、その凸球面に対応する凹球面状のシール座を内周に
形成したフランジを下流側排気管の接続端部に溶接固定
し、前記環状シールリングの凸球面と前記シール座の凹
球面とを両排気管の連結部に配置した圧接手段の押圧下
で相対角運動可能に密着摺接するように構成したもので
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これら従来
の管継手に用いる環状シールリングは、例えば膨張黒鉛
又は雲母からなるシート状の耐火材とステンレス等の金
属細線とを重ね合わせ捲回積層した後、所定形状の金型
内で積層面に対し直角方向から強圧することによって、
中央に円筒孔を有する切頭球体状に成形して得られるも
のが主流であるが、上記金属細線の弾性が大きいため、
当該環状シールリングに形成する凸球面の成形精度を充
分に確保することが困難であった。
の管継手に用いる環状シールリングは、例えば膨張黒鉛
又は雲母からなるシート状の耐火材とステンレス等の金
属細線とを重ね合わせ捲回積層した後、所定形状の金型
内で積層面に対し直角方向から強圧することによって、
中央に円筒孔を有する切頭球体状に成形して得られるも
のが主流であるが、上記金属細線の弾性が大きいため、
当該環状シールリングに形成する凸球面の成形精度を充
分に確保することが困難であった。
【０００６】また、環状シールリングと接続端部外周面
との間のシール性を確保して排気漏れを未然に防止する
ため、前記接続端部に外装される環状シールリングはし
まりばめによる強固な圧入嵌合となっており、組み付け
作業が煩雑でコスト上昇の一因となっていた。
との間のシール性を確保して排気漏れを未然に防止する
ため、前記接続端部に外装される環状シールリングはし
まりばめによる強固な圧入嵌合となっており、組み付け
作業が煩雑でコスト上昇の一因となっていた。
【０００７】本発明は係る現況に鑑みなされたもので、
環状シールリングのシール面の成形精度を充分に確保し
て、排気管等の流体導管を相対角変位可能に且つ気密状
に接続することのできる管継手を提供せんとするもので
ある。
環状シールリングのシール面の成形精度を充分に確保し
て、排気管等の流体導管を相対角変位可能に且つ気密状
に接続することのできる管継手を提供せんとするもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、第１流体導管と第２流体導管を相対角変位
可能に且つ気密状に接続する管継手であって、第１流体
導管の接続部に、開口端側を拡径したテーパー状の内周
シール面を有する環状シールリングを設け、第２流体導
管の接続部に、前記環状シールリングに対面させて部分
凸球面状の外周シール座を設け、前記両流体導管にわた
って、環状シールリングの内周シール面を前記外周シー
ル座に摺動自在に圧接させる圧接手段を設けたことを特
徴とする管継手を構成した。このような管継手にあって
は、第１流体導管の接続部に設けた環状シールリングに
おける前記テーパー状の内周シール面と、第２流体導管
の接続部に設けた部分凸球面状の外周シール座とが、圧
接状態で摺動自在となり、流体振動やその他の原因で流
体導管に振動が作用する場合にも、両流体導管をスムー
ズに相対角変位させて気密状態を維持したまま振動を吸
収する。しかも、部分凸球面状の外周シール座に圧接さ
せる前記環状シールリングには球面形状に比して成形容
易な円錐テーパー状の内周シール面が施され、該環状シ
ールリングの成形性は飛躍的に向上するとともに充分な
成形精度が確保される。
決のために、第１流体導管と第２流体導管を相対角変位
可能に且つ気密状に接続する管継手であって、第１流体
導管の接続部に、開口端側を拡径したテーパー状の内周
シール面を有する環状シールリングを設け、第２流体導
管の接続部に、前記環状シールリングに対面させて部分
凸球面状の外周シール座を設け、前記両流体導管にわた
って、環状シールリングの内周シール面を前記外周シー
ル座に摺動自在に圧接させる圧接手段を設けたことを特
徴とする管継手を構成した。このような管継手にあって
は、第１流体導管の接続部に設けた環状シールリングに
おける前記テーパー状の内周シール面と、第２流体導管
の接続部に設けた部分凸球面状の外周シール座とが、圧
接状態で摺動自在となり、流体振動やその他の原因で流
体導管に振動が作用する場合にも、両流体導管をスムー
ズに相対角変位させて気密状態を維持したまま振動を吸
収する。しかも、部分凸球面状の外周シール座に圧接さ
せる前記環状シールリングには球面形状に比して成形容
易な円錐テーパー状の内周シール面が施され、該環状シ
ールリングの成形性は飛躍的に向上するとともに充分な
成形精度が確保される。
【０００９】ここで、前記環状シールリングの外周面を
第１流体導管の開口端側へ拡径するテーパー状に形成
し、当該環状シールリングを第１流体導管の接続部に形
成した内周溝に装着した管継手にあっては、前記テーパ
ー状内周溝内をスライドさせることで容易に組み付けら
れるとともに、環状シールリングをしまりばめで管端部
外周へ圧入していた従来の方式に比して環状シールリン
グ及び流体導管相互の寸法許容範囲が広がり、組み付け
た状態における環状シールリングと第１流体導管との嵌
合部におけるシール性も充分に確保される。
第１流体導管の開口端側へ拡径するテーパー状に形成
し、当該環状シールリングを第１流体導管の接続部に形
成した内周溝に装着した管継手にあっては、前記テーパ
ー状内周溝内をスライドさせることで容易に組み付けら
れるとともに、環状シールリングをしまりばめで管端部
外周へ圧入していた従来の方式に比して環状シールリン
グ及び流体導管相互の寸法許容範囲が広がり、組み付け
た状態における環状シールリングと第１流体導管との嵌
合部におけるシール性も充分に確保される。
【００１０】また、前記部分凸球面状の外周シール座
が、円筒状の流体導管の開口端部を加圧変形により膨出
させて形成したものにあっては、前記外周シール座の表
面に流体導管表面の平滑な面粗特性がそのまま生かさ
れ、上記環状シールリングとの間のシール性が容易に必
要レベルに安定化し、切削や研削等の機械加工の際に不
可避的に形成される表面のツールマークに起因するシー
ル不良が未然に防止される。
が、円筒状の流体導管の開口端部を加圧変形により膨出
させて形成したものにあっては、前記外周シール座の表
面に流体導管表面の平滑な面粗特性がそのまま生かさ
れ、上記環状シールリングとの間のシール性が容易に必
要レベルに安定化し、切削や研削等の機械加工の際に不
可避的に形成される表面のツールマークに起因するシー
ル不良が未然に防止される。
【００１１】そして、前記第１流体導管又は第２流体導
管がそれぞれ内燃機関の排気系を構成する排気マニホー
ルドの集合管若しくは排気管であり、且つ前記環状シー
ルリングとして耐熱性、耐磨耗性及び耐腐食性を備えた
素材を用いたものが好ましい。
管がそれぞれ内燃機関の排気系を構成する排気マニホー
ルドの集合管若しくは排気管であり、且つ前記環状シー
ルリングとして耐熱性、耐磨耗性及び耐腐食性を備えた
素材を用いたものが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を添付図
面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の管継手を自
動車の排気系における排気マニホールドの集合管とこれ
に連通する排気管、並びに排気管と排気管の接続に採用
した使用例を示し、図１及び図２は本発明に係る管継手
の第１実施形態、図３は第２実施形態、図４は第３実施
形態、図５は第４実施形態を示し、図中符号１は管継
手、２は排気マニホールドの集合管、３は排気管、４は
環状シールリングをそれぞれ示している。
面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の管継手を自
動車の排気系における排気マニホールドの集合管とこれ
に連通する排気管、並びに排気管と排気管の接続に採用
した使用例を示し、図１及び図２は本発明に係る管継手
の第１実施形態、図３は第２実施形態、図４は第３実施
形態、図５は第４実施形態を示し、図中符号１は管継
手、２は排気マニホールドの集合管、３は排気管、４は
環状シールリングをそれぞれ示している。
【００１３】自動車のエンジンの排気系は、図１に示す
如く、上流側からエンジン６のシリンダーヘッドにガス
ケット７を介して接続された排気マニホールド及びその
集合管２と、複数の排気管３、触媒コンバーター、並び
にマフラーから構成されており、本発明の管継手１は、
これら自動車の排気系８の連結継手として単又は複数箇
所に好適に用いられる。管継手１は接続される流体導管
同士を互いに相対角変位可能にスムーズに摺動させるこ
とで前記流体導管間の気密状態を確実に維持し、排気ガ
スの漏出を防止しつつ前記エンジン６自体の振動や自動
車の走行に基づく振動等の前記排気系８全体に作用する
振動を吸収して、該振動が室内の静寂性に及ぼす悪影響
を未然に回避するものである。このように自動車の排気
系８に採用される管継手１に用いる後述の環状シールリ
ング４には、耐圧性や耐腐食性、耐磨耗性、潤滑性、シ
ール性の他、３００〜１０００℃程度の高温にも充分に
耐え得る耐熱性等が要求されるが、本発明の管継手１の
適用箇所は自動車の排気系に何ら限定されるものではな
く、船舶やバイク、バス、トラック、産業用機械その他
の内燃機関や外燃機関の排気系において好適に採用さ
れ、その他、気密性や水密性とともに吸振性が特に要求
される軟弱地盤のガス配管や水道管などの流体輸送用埋
設配管や各種動力プラントの排気系配管等における接続
継手として、好適に採用される。そして前記環状シール
リング４の材質や製法は、流体導管を流通する流体の特
性に基づいて適宜選択される。
如く、上流側からエンジン６のシリンダーヘッドにガス
ケット７を介して接続された排気マニホールド及びその
集合管２と、複数の排気管３、触媒コンバーター、並び
にマフラーから構成されており、本発明の管継手１は、
これら自動車の排気系８の連結継手として単又は複数箇
所に好適に用いられる。管継手１は接続される流体導管
同士を互いに相対角変位可能にスムーズに摺動させるこ
とで前記流体導管間の気密状態を確実に維持し、排気ガ
スの漏出を防止しつつ前記エンジン６自体の振動や自動
車の走行に基づく振動等の前記排気系８全体に作用する
振動を吸収して、該振動が室内の静寂性に及ぼす悪影響
を未然に回避するものである。このように自動車の排気
系８に採用される管継手１に用いる後述の環状シールリ
ング４には、耐圧性や耐腐食性、耐磨耗性、潤滑性、シ
ール性の他、３００〜１０００℃程度の高温にも充分に
耐え得る耐熱性等が要求されるが、本発明の管継手１の
適用箇所は自動車の排気系に何ら限定されるものではな
く、船舶やバイク、バス、トラック、産業用機械その他
の内燃機関や外燃機関の排気系において好適に採用さ
れ、その他、気密性や水密性とともに吸振性が特に要求
される軟弱地盤のガス配管や水道管などの流体輸送用埋
設配管や各種動力プラントの排気系配管等における接続
継手として、好適に採用される。そして前記環状シール
リング４の材質や製法は、流体導管を流通する流体の特
性に基づいて適宜選択される。
【００１４】図２は、上記自動車の排気系を構成する排
気マニホールドの集合管２とこれに連通する排気管３と
を接続する第１実施形態に係る管継手１を示しており、
前記集合管２は本発明の第１流体導管、排気管３は第２
流体導管に相当する。具体的には上流側流体導管である
集合管２と下流側流体導管である排気管３を相対角変位
可能に且つ気密状に接続する管継手１であって、前記集
合管２の接続部を構成する開口端部２１の内周面側に、
当該集合管２の開口端側に拡径した部分円錐テーパー形
状の内周シール面４ｂを有する環状シールリング４を設
け、排気管３の接続部を構成する開口端部３３の外周面
側に、前記環状シールリング４に対面させて部分凸球面
状の外周シール座３ａを設け、さらに前記集合管２及び
排気管３にわたって環状シールリング４の内周シール面
４ｂを前記外周シール座３ａに摺動自在に圧接させる圧
接手段５を設けたことを特徴としている。
気マニホールドの集合管２とこれに連通する排気管３と
を接続する第１実施形態に係る管継手１を示しており、
前記集合管２は本発明の第１流体導管、排気管３は第２
流体導管に相当する。具体的には上流側流体導管である
集合管２と下流側流体導管である排気管３を相対角変位
可能に且つ気密状に接続する管継手１であって、前記集
合管２の接続部を構成する開口端部２１の内周面側に、
当該集合管２の開口端側に拡径した部分円錐テーパー形
状の内周シール面４ｂを有する環状シールリング４を設
け、排気管３の接続部を構成する開口端部３３の外周面
側に、前記環状シールリング４に対面させて部分凸球面
状の外周シール座３ａを設け、さらに前記集合管２及び
排気管３にわたって環状シールリング４の内周シール面
４ｂを前記外周シール座３ａに摺動自在に圧接させる圧
接手段５を設けたことを特徴としている。
【００１５】前記環状シールリング４の外周面４ａは、
集合管２の開口端側へ拡径したテーパー状に形成されて
おり、前記集合管２の接続部に形成した内周溝２ｂに気
密状に装着されている。また、前記部分凸球面状の外周
シール座３ａは、円筒状の排気管３開口端部を加圧変形
により膨出させて形成したものである。
集合管２の開口端側へ拡径したテーパー状に形成されて
おり、前記集合管２の接続部に形成した内周溝２ｂに気
密状に装着されている。また、前記部分凸球面状の外周
シール座３ａは、円筒状の排気管３開口端部を加圧変形
により膨出させて形成したものである。
【００１６】次に、管継手１の各部の構成を更に詳細に
説明する。
説明する。
【００１７】集合管２の開口端部２１の外周側には、一
体フランジ２２が半径方向外方に突設され、後述のセッ
トボルト１０先端の雄ネジ部に螺合する複数の螺孔２２
ａが設けられている。同じく開口端部２１の内周側には
テーパー状に切り欠いた上述の内周溝２ｂが形成されて
おり、環状シールリング４の組み付けが容易であるとと
もに環状シールリング４及び内周溝２ｂの成形寸法が広
い許容範囲を有している。また前記内周溝２ｂの表面に
は、図示しない環状シールリング４の回り止め手段が施
されており、例えば環状シールリング４の外周面４ａと
の間で凹凸嵌合する突起を設けたものや、外周面４ａと
の間で気密状態を維持しつつその一部に高摩擦力を発生
する粗面が形成されたものなどが好ましい実施例であ
る。環状シールリング４は、上記の如く、集合管２の内
周溝２ｂに対応したテーパー状の外周面４ａを有すると
ともに内周側には前記テーパー状の外周面４ａと略平行
に集合管２の開口端側へ拡径して排気管３の開口端部３
３を受け入れるテーパー状の内周シール面４ｂが形成さ
れている。尚、本発明において環状シールリングを取付
ける内周溝２ｂはテーパー状のものに限定されるもので
はなく、軸平行な外周面を有する環状シールリングを同
じく軸平行な内周面を有する内周溝にしまりばめで嵌入
するもの等、適宜な形状が採用し得る。この環状シール
リング４は従来から自動車の排気系に多用されている部
分凸球面を有するシールリングの素材及び製造方法をそ
のまま用いることが可能であるが、好ましくはステンレ
ス線材を袋状に編成したメッシュ部材に粘性の耐熱シー
トや耐熱性樹脂、セラミック粉末等を挿入若しくは充填
し、膨張黒鉛シートとともに軸方向に加圧成形すること
で内周側に円錐テーパー状のシール面を有し且つ外周側
に同じくテーパー状の外周面を有する環状シールリング
を成形して、更にその表面に二硫化モリブデンや四窒化
フッ素等の潤滑剤を付加することで作製される。そし
て、本発明に係る環状シールリング４のシール面４ａ、
４ｂはテーパー形状であるため、従来の球面形状のもの
に比して成形が容易であり且つ成形精度が向上する。
体フランジ２２が半径方向外方に突設され、後述のセッ
トボルト１０先端の雄ネジ部に螺合する複数の螺孔２２
ａが設けられている。同じく開口端部２１の内周側には
テーパー状に切り欠いた上述の内周溝２ｂが形成されて
おり、環状シールリング４の組み付けが容易であるとと
もに環状シールリング４及び内周溝２ｂの成形寸法が広
い許容範囲を有している。また前記内周溝２ｂの表面に
は、図示しない環状シールリング４の回り止め手段が施
されており、例えば環状シールリング４の外周面４ａと
の間で凹凸嵌合する突起を設けたものや、外周面４ａと
の間で気密状態を維持しつつその一部に高摩擦力を発生
する粗面が形成されたものなどが好ましい実施例であ
る。環状シールリング４は、上記の如く、集合管２の内
周溝２ｂに対応したテーパー状の外周面４ａを有すると
ともに内周側には前記テーパー状の外周面４ａと略平行
に集合管２の開口端側へ拡径して排気管３の開口端部３
３を受け入れるテーパー状の内周シール面４ｂが形成さ
れている。尚、本発明において環状シールリングを取付
ける内周溝２ｂはテーパー状のものに限定されるもので
はなく、軸平行な外周面を有する環状シールリングを同
じく軸平行な内周面を有する内周溝にしまりばめで嵌入
するもの等、適宜な形状が採用し得る。この環状シール
リング４は従来から自動車の排気系に多用されている部
分凸球面を有するシールリングの素材及び製造方法をそ
のまま用いることが可能であるが、好ましくはステンレ
ス線材を袋状に編成したメッシュ部材に粘性の耐熱シー
トや耐熱性樹脂、セラミック粉末等を挿入若しくは充填
し、膨張黒鉛シートとともに軸方向に加圧成形すること
で内周側に円錐テーパー状のシール面を有し且つ外周側
に同じくテーパー状の外周面を有する環状シールリング
を成形して、更にその表面に二硫化モリブデンや四窒化
フッ素等の潤滑剤を付加することで作製される。そし
て、本発明に係る環状シールリング４のシール面４ａ、
４ｂはテーパー形状であるため、従来の球面形状のもの
に比して成形が容易であり且つ成形精度が向上する。
【００１８】前記内周シール面４ｂに受け入れられる排
気管開口端部３３の外周側には、加圧変形により膨出さ
せた部分凸球面状の外周シール座３ａが形成され、さら
に当該外周シール座３ａに対して軸方向に前記集合管２
と反対側には、少なくとも前記外周シール座３ａの最大
外径部位を含む膨出部３４よりも小さな内径の貫通孔を
有する遊動フランジ９が、当該排気管３の外周面上を軸
方向に沿って移動自在に且つ前記膨出部３４に当接する
ことで開口端部３３からの抜け落ちが防止された状態で
外装され、前記一体フランジ２２に設けた複数の螺孔２
２ａに対応する各位置には、セットボルト１０が遊貫さ
れる通孔９ａが形成されている。尚、上記内周シール面
４ｂに摺接する外周シール座３ａには、適宜塩化ビニル
系樹脂やエポキシ系樹脂等による防食ライニング層やフ
ッ素系樹脂による潤滑層などを形成する表面コート処理
を施すことが好ましい。
気管開口端部３３の外周側には、加圧変形により膨出さ
せた部分凸球面状の外周シール座３ａが形成され、さら
に当該外周シール座３ａに対して軸方向に前記集合管２
と反対側には、少なくとも前記外周シール座３ａの最大
外径部位を含む膨出部３４よりも小さな内径の貫通孔を
有する遊動フランジ９が、当該排気管３の外周面上を軸
方向に沿って移動自在に且つ前記膨出部３４に当接する
ことで開口端部３３からの抜け落ちが防止された状態で
外装され、前記一体フランジ２２に設けた複数の螺孔２
２ａに対応する各位置には、セットボルト１０が遊貫さ
れる通孔９ａが形成されている。尚、上記内周シール面
４ｂに摺接する外周シール座３ａには、適宜塩化ビニル
系樹脂やエポキシ系樹脂等による防食ライニング層やフ
ッ素系樹脂による潤滑層などを形成する表面コート処理
を施すことが好ましい。
【００１９】圧接手段５は、排気管３外周面上に設けた
遊動フランジ９、該遊動フランジ９の通孔９ａを貫通し
てフランジ２２の螺孔２２ａに螺着されるセットボルト
１０、及び前記遊動フランジ９とボルト頭部１２の間に
装着されて遊動フランジ９を集合管２側へ付勢するコイ
ルスプリング１１により構成され、このコイルスプリン
グ１１の弾性により排気管３が前記膨出部３４を介して
集合管２側へ相対的に付勢されることで、外周シール座
３ａが環状シールリング４の内周シール面４ｂに気密状
態で圧接されるとともに集合管２及び排気管３が相対角
変位可能に接続されるのである。尚、本発明の管継手を
構成する圧接手段は上記構成に限定されるものではな
く、両流体導管が相対角変位可能に圧着可能なものであ
れば適宜その他の構成を採用しても良い。
遊動フランジ９、該遊動フランジ９の通孔９ａを貫通し
てフランジ２２の螺孔２２ａに螺着されるセットボルト
１０、及び前記遊動フランジ９とボルト頭部１２の間に
装着されて遊動フランジ９を集合管２側へ付勢するコイ
ルスプリング１１により構成され、このコイルスプリン
グ１１の弾性により排気管３が前記膨出部３４を介して
集合管２側へ相対的に付勢されることで、外周シール座
３ａが環状シールリング４の内周シール面４ｂに気密状
態で圧接されるとともに集合管２及び排気管３が相対角
変位可能に接続されるのである。尚、本発明の管継手を
構成する圧接手段は上記構成に限定されるものではな
く、両流体導管が相対角変位可能に圧着可能なものであ
れば適宜その他の構成を採用しても良い。
【００２０】図３は本発明の第２実施形態を示してい
る。本実施形態は、上記第１実施形態と同様に自動車の
排気系における排気マニホールドの集合管２と排気管３
を接続する管継手１を示し、第１実施形態における外周
シール座３ａを加圧変形して膨出形成する代わりに、環
状シールリング４に密接する部分凸球面状の外周シール
座３ａを形成してなるフランジ部材１３を排気管３の開
口端部に固定したものである。尚、本実施形態において
は前記フランジ部材１３は差し込み溶接によって排気管
３の開口端部に固定しているが、突合せ溶接やねじ込み
溶接など、作用する振動や応力等に応じて適宜な固定方
法を採用し得る。
る。本実施形態は、上記第１実施形態と同様に自動車の
排気系における排気マニホールドの集合管２と排気管３
を接続する管継手１を示し、第１実施形態における外周
シール座３ａを加圧変形して膨出形成する代わりに、環
状シールリング４に密接する部分凸球面状の外周シール
座３ａを形成してなるフランジ部材１３を排気管３の開
口端部に固定したものである。尚、本実施形態において
は前記フランジ部材１３は差し込み溶接によって排気管
３の開口端部に固定しているが、突合せ溶接やねじ込み
溶接など、作用する振動や応力等に応じて適宜な固定方
法を採用し得る。
【００２１】以上の第１実施形態及び第２実施形態で
は、自動車の排気系における排気マニホールドの集合管
２と排気管３との接続に用いる管継手１を例示したが、
以下、本発明の管継手を同じく自動車の排気系における
排気管同士の接続に適用した実施形態に基づいて説明す
る。尚、本発明の管継手の構造は、流体の流通方向によ
って何ら限定されるものではなく、したがって以下に示
す実施形態においてもどちらの排気管が上流側であるか
は問題ではなく、どちらが排気の上流側にあっても良
い。
は、自動車の排気系における排気マニホールドの集合管
２と排気管３との接続に用いる管継手１を例示したが、
以下、本発明の管継手を同じく自動車の排気系における
排気管同士の接続に適用した実施形態に基づいて説明す
る。尚、本発明の管継手の構造は、流体の流通方向によ
って何ら限定されるものではなく、したがって以下に示
す実施形態においてもどちらの排気管が上流側であるか
は問題ではなく、どちらが排気の上流側にあっても良
い。
【００２２】図４は本発明の第３実施形態を示してい
る。本実施形態は、エンジンからの排気が流通する一方
の排気管（以下、説明の便宜上「第１排気管」と称
す。）３１と、これに連通する他方の排気管（以下、同
様に「第２排気管」と称す。）３２とを相対角変位可能
に且つ気密状に接続する管継手１を示しており、前記排
気管３１は本発明の第１流通導管に、排気管３２は第２
流通導管に相当する。具体的には、第１排気管３１の端
部に差し込み溶接により外嵌固定した接続部を構成する
フランジ部材３５の内周面側に、開口端側を拡径したテ
ーパー状内周シール面４ｂを有する環状シールリング４
を設け、該環状シールリング４に受け入れられて接続部
を構成する第２排気管端部には、前記環状シールリング
４に対面させて部分凸球面状の外周シール座３ａを加圧
変形により膨出形成し、さらに前記第１排気管３１及び
第２排気管３２にわたって、環状シールリング４の内周
シール面４ｂを外周シール座３ａに摺動自在に圧接させ
る圧接手段５を設けたことを特徴としている。各部の構
成は、基本的には上記第１実施形態の管継手１と同様で
あるので、同一構成には同一符号を付して、その説明は
省略する。
る。本実施形態は、エンジンからの排気が流通する一方
の排気管（以下、説明の便宜上「第１排気管」と称
す。）３１と、これに連通する他方の排気管（以下、同
様に「第２排気管」と称す。）３２とを相対角変位可能
に且つ気密状に接続する管継手１を示しており、前記排
気管３１は本発明の第１流通導管に、排気管３２は第２
流通導管に相当する。具体的には、第１排気管３１の端
部に差し込み溶接により外嵌固定した接続部を構成する
フランジ部材３５の内周面側に、開口端側を拡径したテ
ーパー状内周シール面４ｂを有する環状シールリング４
を設け、該環状シールリング４に受け入れられて接続部
を構成する第２排気管端部には、前記環状シールリング
４に対面させて部分凸球面状の外周シール座３ａを加圧
変形により膨出形成し、さらに前記第１排気管３１及び
第２排気管３２にわたって、環状シールリング４の内周
シール面４ｂを外周シール座３ａに摺動自在に圧接させ
る圧接手段５を設けたことを特徴としている。各部の構
成は、基本的には上記第１実施形態の管継手１と同様で
あるので、同一構成には同一符号を付して、その説明は
省略する。
【００２３】次に図５は、本発明の第４実施形態を示し
ている。本実施形態は上記第３実施形態と同様に、第１
排気管３１と第２排気管３２とを接続する管継手であ
り、第１排気管３１の端部に外嵌固定されるフランジ部
材３６は、排気管と同程度の肉厚を有する鋼部材で構成
され、圧接手段５を構成するセットボルト１０は前記フ
ランジ部材３６に締付ナット３７を用いて固定されてい
る。尚、フランジ部材３６の内周溝３６ａには環状シー
ルリング４に係合する係合突起を設け、該環状シールリ
ング４の回り止めとして機能させることが好ましい。
ている。本実施形態は上記第３実施形態と同様に、第１
排気管３１と第２排気管３２とを接続する管継手であ
り、第１排気管３１の端部に外嵌固定されるフランジ部
材３６は、排気管と同程度の肉厚を有する鋼部材で構成
され、圧接手段５を構成するセットボルト１０は前記フ
ランジ部材３６に締付ナット３７を用いて固定されてい
る。尚、フランジ部材３６の内周溝３６ａには環状シー
ルリング４に係合する係合突起を設け、該環状シールリ
ング４の回り止めとして機能させることが好ましい。
【００２４】
【発明の効果】以上にしてなる本発明の管継手によれ
ば、流体導管に振動が作用する場合にも当該流体導管が
スムーズに相対角変位することで、接続部の気密状態を
維持したまま振動を吸収できる。また、環状シールリン
グには球面形状に比して成形容易なテーパー状の内周シ
ール面が形成され、シール面の成形精度が充分に確保で
きるので、シール性を向上できる。
ば、流体導管に振動が作用する場合にも当該流体導管が
スムーズに相対角変位することで、接続部の気密状態を
維持したまま振動を吸収できる。また、環状シールリン
グには球面形状に比して成形容易なテーパー状の内周シ
ール面が形成され、シール面の成形精度が充分に確保で
きるので、シール性を向上できる。
【００２５】環状シールリングの外周面を第１流体導管
の開口端側へ拡径するテーパー状に形成し、当該環状シ
ールリングを第１流体導管の接続部に形成した内周溝に
装着するものにあっては、環状シールリングの組み付け
が容易であるとともに、しまりばめで管端部外周へ圧入
していた従来のものに比べて、環状シールリング及び流
体導管の寸法許容範囲が広がる。また、組み付けた状態
における環状シールリングと第１流体導管の嵌合部にお
けるシール性も充分に確保できるのである。
の開口端側へ拡径するテーパー状に形成し、当該環状シ
ールリングを第１流体導管の接続部に形成した内周溝に
装着するものにあっては、環状シールリングの組み付け
が容易であるとともに、しまりばめで管端部外周へ圧入
していた従来のものに比べて、環状シールリング及び流
体導管の寸法許容範囲が広がる。また、組み付けた状態
における環状シールリングと第１流体導管の嵌合部にお
けるシール性も充分に確保できるのである。
【００２６】部分凸球面状の外周シール座が、円筒状の
第２流体導管の開口端部を加圧変形により膨出させて形
成したものにあっては、前記外周シール座の表面に流体
導管表面の平滑な面粗特性をそのまま生かすことがで
き、従って、環状シールリングのシール面と前記外周シ
ール座とのシール性が容易に安定し、切削や研削等の機
械加工の必要がなく、ツールマークの発生及びこれに起
因するシール不足を未然に防止できる。
第２流体導管の開口端部を加圧変形により膨出させて形
成したものにあっては、前記外周シール座の表面に流体
導管表面の平滑な面粗特性をそのまま生かすことがで
き、従って、環状シールリングのシール面と前記外周シ
ール座とのシール性が容易に安定し、切削や研削等の機
械加工の必要がなく、ツールマークの発生及びこれに起
因するシール不足を未然に防止できる。
【００２７】第１流体導管又は第２流体導管が、それぞ
れ内燃機関の排気系を構成する排気マニホールドの集合
管若しくは排気管であり、且つ環状シールリングとして
耐熱性、耐磨耗性及び耐腐食性を備えた素材を用いれ
ば、内燃機関の振動に基づく接続部の破損が防止でき、
耐久性及び静寂性を向上できる。
れ内燃機関の排気系を構成する排気マニホールドの集合
管若しくは排気管であり、且つ環状シールリングとして
耐熱性、耐磨耗性及び耐腐食性を備えた素材を用いれ
ば、内燃機関の振動に基づく接続部の破損が防止でき、
耐久性及び静寂性を向上できる。
【図１】本発明の管継手を自動車の排気系に使用する態
様を示す全体斜視図。
様を示す全体斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態を示す説明断面図。
【図３】本発明の第２実施形態を示す説明断面図。
【図４】本発明の第３実施形態を示す説明断面図。
【図５】本発明の第４実施形態を示す説明断面図。
【図６】従来の管継手を示す説明断面図。
１ 管継手 ２ 集合管 ２ｂ 内周溝 ３ 排気管 ３ａ 外周シール座 ４ 環状シールリング ４ａ 外周面 ４ｂ 内周シール面 ５ 圧接手段 ６ エンジン ７ ガスケット ８ 排気系 ９ 遊動フランジ ９ａ 通孔 １０ セットボルト １１ コイルスプリング １２ ボルト頭部 １３ フランジ部材 １３ａ 通孔 ２１ 開口端部 ２２ 一体フランジ ２２ａ 螺孔 ３１ 第１排気管 ３２ 第２排気管 ３３ 開口端部 ３４ 膨出部 ３５ フランジ部材 ３６ フランジ部材 ３６ａ 内周溝 ３７ 締付ナット ５０ 管継手 ５１ 集合管 ５２ フランジ ５２ｂ シール座 ５３ 排気管 ５４ 環状シールリング ５４ａ 凸球面 ５５ 圧接手段 ５６ 接続端部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年３月２１日（２０００．３．２
１）
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、第１流体導管と第２流体導管を相対角変位
可能に且つ気密状に接続する管継手であって、第１流体
導管の接続部に、開口端側を拡径したテーパー状の内周
シール面を有する金属細線を用いた環状シールリングを
設け、第２流体導管の接続部に、前記環状シールリング
に対面させて部分凸球面状の外周シール座を設け、前記
両流体導管にわたって、環状シールリングの内周シール
面を前記外周シール座に摺動自在に圧接させる圧接手段
を設けたことを特徴とする管継手を構成した。このよう
な管継手にあっては、第１流体導管の接続部に設けた環
状シールリングにおける前記テーパー状の内周シール面
と、第２流体導管の接続部に設けた部分凸球面状の外周
シール座とが、圧接状態で摺動自在となり、流体振動や
その他の原因で流体導管に振動が作用する場合にも、両
流体導管をスムーズに相対角変位させて気密状態を維持
したまま振動を吸収する。しかも、部分凸球面状の外周
シール座に圧接させる前記環状シールリングには球面形
状に比して成形容易な円錐テーパー状の内周シール面が
施され、該環状シールリングの成形性は飛躍的に向上す
るとともに充分な成形精度が確保される。
決のために、第１流体導管と第２流体導管を相対角変位
可能に且つ気密状に接続する管継手であって、第１流体
導管の接続部に、開口端側を拡径したテーパー状の内周
シール面を有する金属細線を用いた環状シールリングを
設け、第２流体導管の接続部に、前記環状シールリング
に対面させて部分凸球面状の外周シール座を設け、前記
両流体導管にわたって、環状シールリングの内周シール
面を前記外周シール座に摺動自在に圧接させる圧接手段
を設けたことを特徴とする管継手を構成した。このよう
な管継手にあっては、第１流体導管の接続部に設けた環
状シールリングにおける前記テーパー状の内周シール面
と、第２流体導管の接続部に設けた部分凸球面状の外周
シール座とが、圧接状態で摺動自在となり、流体振動や
その他の原因で流体導管に振動が作用する場合にも、両
流体導管をスムーズに相対角変位させて気密状態を維持
したまま振動を吸収する。しかも、部分凸球面状の外周
シール座に圧接させる前記環状シールリングには球面形
状に比して成形容易な円錐テーパー状の内周シール面が
施され、該環状シールリングの成形性は飛躍的に向上す
るとともに充分な成形精度が確保される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】図２は、上記自動車の排気系を構成する排
気マニホールドの集合管２とこれに連通する排気管３と
を接続する第１実施形態に係る管継手１を示しており、
前記集合管２は本発明の第１流体導管、排気管３は第２
流体導管に相当する。具体的には上流側流体導管である
集合管２と下流側流体導管である排気管３を相対角変位
可能に且つ気密状に接続する管継手１であって、前記集
合管２の接続部を構成する開口端部２１の内周面側に、
当該集合管２の開口端側に拡径した部分円錐テーパー形
状の内周シール面４ｂを有する金属細線を用いた環状シ
ールリング４を設け、排気管３の接続部を構成する開口
端部３３の外周面側に、前記環状シールリング４に対面
させて部分凸球面状の外周シール座３ａを設け、さらに
前記集合管２及び排気管３にわたって環状シールリング
４の内周シール面４ｂを前記外周シール座３ａに摺動自
在に圧接させる圧接手段５を設けたことを特徴としてい
る。
気マニホールドの集合管２とこれに連通する排気管３と
を接続する第１実施形態に係る管継手１を示しており、
前記集合管２は本発明の第１流体導管、排気管３は第２
流体導管に相当する。具体的には上流側流体導管である
集合管２と下流側流体導管である排気管３を相対角変位
可能に且つ気密状に接続する管継手１であって、前記集
合管２の接続部を構成する開口端部２１の内周面側に、
当該集合管２の開口端側に拡径した部分円錐テーパー形
状の内周シール面４ｂを有する金属細線を用いた環状シ
ールリング４を設け、排気管３の接続部を構成する開口
端部３３の外周面側に、前記環状シールリング４に対面
させて部分凸球面状の外周シール座３ａを設け、さらに
前記集合管２及び排気管３にわたって環状シールリング
４の内周シール面４ｂを前記外周シール座３ａに摺動自
在に圧接させる圧接手段５を設けたことを特徴としてい
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】
【発明の効果】以上にしてなる本発明の管継手によれ
ば、流体導管に振動が作用する場合にも当該流体導管が
スムーズに相対角変位することで、接続部の気密状態を
維持したまま振動を吸収できる。また、金属細線を用い
た環状シールリングには球面形状に比して成形容易なテ
ーパー状の内周シール面が形成され、シール面の成形精
度が充分に確保できるので、シール性を向上できる。
ば、流体導管に振動が作用する場合にも当該流体導管が
スムーズに相対角変位することで、接続部の気密状態を
維持したまま振動を吸収できる。また、金属細線を用い
た環状シールリングには球面形状に比して成形容易なテ
ーパー状の内周シール面が形成され、シール面の成形精
度が充分に確保できるので、シール性を向上できる。
Claims (4)
- 【請求項１】 第１流体導管と第２流体導管を相対角変
位可能に且つ気密状に接続する管継手であって、 第１流体導管の接続部に、開口端側を拡径したテーパー
状の内周シール面を有する環状シールリングを設け、 第２流体導管の接続部に、前記環状シールリングに対面
させて部分凸球面状の外周シール座を設け、 前記両流体導管にわたって、環状シールリングの内周シ
ール面を前記外周シール座に摺動自在に圧接させる圧接
手段を設けたことを特徴とする管継手。 - 【請求項２】 前記環状シールリングの外周面を第１流
体導管の開口端側へ拡径するテーパー状に形成し、当該
環状シールリングを第１流体導管の接続部に形成した内
周溝に装着した請求項１記載の管継手。 - 【請求項３】 前記部分凸球面状の外周シール座は、円
筒状の第２流体導管の開口端部を加圧変形により膨出さ
せて形成したものである請求項１又は２記載の管継手。 - 【請求項４】 前記第１流体導管又は第２流体導管が、
それぞれ内燃機関の排気系を構成する排気マニホールド
の集合管若しくは排気管であり、前記環状シールリング
として耐熱性、耐磨耗性及び耐腐食性を備えた素材を用
いた請求項１〜３の何れか１項に記載の管継手。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11103720A JP3077693B1 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 管継手 |
| US09/546,336 US6279965B1 (en) | 1999-04-12 | 2000-04-10 | Pipe joint |
| EP00107166A EP1045185A3 (en) | 1999-04-12 | 2000-04-11 | Pipe joint |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11103720A JP3077693B1 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 管継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3077693B1 JP3077693B1 (ja) | 2000-08-14 |
| JP2000291862A true JP2000291862A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14361533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11103720A Expired - Fee Related JP3077693B1 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 管継手 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6279965B1 (ja) |
| EP (1) | EP1045185A3 (ja) |
| JP (1) | JP3077693B1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257276A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Kokusan Buhin Kogyo Kk | 管継手及びこれに用いる環状シールリング |
| JP2002267062A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-18 | Kokusan Buhin Kogyo Kk | 管継手 |
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