JP2000291863A - パイプのジョイント構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトでありながら軸方向・曲げ方向の
振動のほか剪断方向の振動も吸収できる。 【解決手段】 パイプのジョイント構造１は、第１パイ
プ１０の端部に設けられた第１ベローズ部１１と、第２
パイプ２０の端部に設けられた第２ベローズ部２１と、
第１ベローズ部１１の端面と第２ベローズ部２１の端面
との間に挟まれたガスケット３０と、第１ベローズ部１
１の端面と第２ベローズ部２１の端面とをガスケット３
０に押圧するクランプ４０とを備えている。このジョイ
ント構造１はコンパクト化されているため狭いスペース
であっても設置できる。また、このジョイント構造１で
は、第１及び第２ベローズ部１１、２１の山部１２、２
２や谷部１３、２３が変形することにより、軸方向・曲
げ方向の振動のほか剪断方向の振動をも容易に吸収す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二つのパイプを連
結するためのパイプジョイント構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、二つのパイプを連結するパイプの
ジョイント構造としては、例えば、二つのパイプの端部
にフランジを溶接しフランジ同士の間にガスケットを挟
んでボルト締めを行うことにより連結するものや、一方
のパイプを他方のパイプに差し込みガスケットを介して
両パイプを接触させてクランプで緊締することにより連
結するものが知られていた。

【０００３】ところで、近年、自動車の乗り心地等を向
上させる目的で、パイプのジョイント構造においても排
気系の振動を吸収する機能を持つものが望まれていた。
このような構造としては、例えば図７に示すボールジョ
イント構造が知られていた。このボールジョイント構造
は、一方のパイプ１０１の端部にフランジ１０２を設け
ると共にリング状のガスケット１０３を挿通し、他方の
パイプ１０４の端部にガスケット１０３の半球面と当接
するフランジ１０５を設け、バネ１０６を介して両フラ
ンジ１０２、１０５をボルト１０７により締結したもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなボールジョイント構造は、各パイプ１０１、１０４
の半径外方向に張り出したフランジ１０２、１０５をバ
ネ１０６を介して締結する構造であるため、広い設置ス
ペースが必要となるという不具合があった。また、一方
のパイプ１０１に対して他方のパイプ１０４がガスケッ
ト１０３の半球面に沿って摺動することにより振動を吸
収する構造のため、剪断方向の振動を吸収するのは困難
であった。なお、パイプのジョイント構造に加わる振動
の種類には、図６に示すように、曲げ方向の振動（図６
（ａ）参照）、軸方向の振動（図６（ｂ）参照）、剪断
方向の振動（図６（ｃ）参照）などがある。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、コンパクトでありながら軸方向・曲げ方向の振動の
ほか剪断方向の振動も吸収できるパイプのジョイント構
造を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明のパイプのジョイント構造によ
れば、第１パイプの端部に設けられた第１ベローズ部
と、第２パイプの端部に設けられた第２ベローズ部と、
前記第１ベローズ部の端面と前記第２ベローズ部の端面
との間に挟まれたガスケットと、前記第１ベローズ部の
端面と前記第２ベローズ部の端面とを前記ガスケットに
押圧するクランプとを備えたことを特徴とする。

【０００７】本発明のパイプのジョイント構造では、パ
イプの半径外方向に張り出すフランジを設ける必要がな
いため、従来のボールジョイント構造に比べてコンパク
ト化され、小さなスペースでも設置可能となる。また、
第１ベローズ部と第２ベローズ部とがジョイントされて
いるため、軸方向・曲げ方向の振動のほか剪断方向の振
動であっても各ベローズ部をなす山部や谷部が伸縮する
ことにより容易に吸収される。

【０００８】本発明において、第１ベローズ部はガスケ
ットに近づくにつれて第１ベローズ部をなす複数の山部
の高さが高くなり、第２ベローズ部もガスケットに近づ
くにつれて第２ベローズ部をなす複数の山部の高さが高
くなるように形成されていることが好ましい。この場
合、第１パイプにおける第１ベローズ部の開始位置にか
かる応力や第２パイプにおける第２ベローズ部の開始位
置にかかる応力が抑えられて、第１ベローズ部及び第２
ベローズ部の全体にかかる応力がほぼ均一化されるた
め、耐久性が向上する。

【０００９】本発明において、クランプは、第１ベロー
ズ部をなす複数の山部の少なくとも１つを挟んだ状態で
第１ベローズ部の端面をガスケットに押圧し、第２ベロ
ーズ部をなす複数の山部の少なくとも１つを挟んだ状態
で第２ベローズ部の端面をガスケットに押圧することが
好ましい。この場合、クランプは各ベローズ部の山部を
介して各ベローズ部の端面をガスケットに押圧するた
め、この山部の弾性力が作用して各ベローズ部の端面か
らガスケットに適度な面圧が加えられ、シール性が向上
する。

【００１０】このようなクランプを採用した本発明のパ
イプのジョイント構造は、車両排気系のうち触媒コンバ
ータよりも後方位置に用いることが好ましい。このよう
なクランプを採用した場合、各ベローズ部の山部はクラ
ンプによって潰れないような強度が要求されるため、そ
の分、振動に対する変位量が小さくなる。したがって、
比較的振動振幅の小さな触媒コンバータよりも後方位置
に用いることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のパイプ
のジョイント構造を表す断面図、図２は図１のＡ−Ａ断
面図である。このパイプのジョイント構造１は、第１パ
イプ１０の端部に設けられた第１ベローズ部１１と、第
２パイプ２０の端部に設けられた第２ベローズ部２１
と、第１ベローズ部１１の端面と第２ベローズ部２１の
端面との間に挟まれたガスケット３０と、第１ベローズ
部１１の端面と第２ベローズ部２１の端面とをガスケッ
ト３０に押圧するクランプ４０とを備えている。

【００１２】第１ベローズ部１１は複数の山部１２と谷
部１３とを備えており、山部１２はガスケット３０に近
づくにつれて高さが高くなるように形成されている。ま
た、第１ベローズ部１１の開口端には、ガスケット３０
を支持するためのストレートパイプ部１４が設けられて
いる。

【００１３】第２ベローズ部２１は複数の山部２２と谷
部２３とを備えており、山部２２はガスケット３０に近
づくにつれて高さが高くなるように形成されている。ま
た、第２ベローズ部２１の開口端には、ガスケット３０
を支持するためのストレートパイプ部２４が設けられて
いる。

【００１４】ガスケット３０は、第１ベローズ部１１の
開口端から数えて一番目の山部１２ａの側面（第１ベロ
ーズ部１１の端面）と、第２ベローズ部２１の開口端か
ら数えて一番目の山部２２ａの側面（第２ベローズ部２
１の端面）との間に挟まれている。このガスケット３０
はリング状に形成されており、そのリング穴には両ベロ
ーズ部１１、１２のストレートパイプ部１４、２４が挿
通されている。

【００１５】クランプ４０は、図２に示すように全体と
して略Ｃの字状に形成されており、内周側に開口する円
周溝４１を備えている。この円周溝４１は、内周側から
半径外方向に向かって互いの間隔が狭小となる第１及び
第２溝形成面４２、４３によって形成されている。そし
て、円周溝４１が第１ベローズ部１１の山部１２ａと第
２ベローズ部２１の山部２２ａとを外側から覆った状態
で、クランプ４０の両端部４０ａ、４０ｂがボルト４５
で締め付けられることにより、第１溝形成面４２が第１
ベローズ部１１の山部１２ａをガスケット３０に押圧
し、第２溝形成面４３が第２ベローズ部２１の山部２２
ａをガスケット３０に押圧している。つまり、クランプ
４０は、山部１２ａを挟んだ状態で第１ベローズ部１１
の端面をガスケット３０に押圧し、山部２２ａを挟んだ
状態で第２ベローズ部２１の端面をガスケット３０に押
圧している。

【００１６】次に、本実施形態のパイプのジョイント構
造の使用例について図３に基づいて説明する。図３は車
両排気系の概略説明図である。この車両排気系では、排
ガスはエンジンからエキゾーストマニホルド２、触媒コ
ンバータ３、サブマフラ４、メインマフラ５を経て車外
へ排出されるが、サブマフラ４とメインマフラ５とを繋
ぐ排気パイプ６の途中に本実施形態のパイプのジョイン
ト構造１が採用されている。このジョイント構造１は、
従来のボールジョイント構造に比べてコンパクト化され
ているため、サブマフラ４とメインマフラ５との間のス
ペースが狭くても設置できる。このジョイント構造１が
設けられた箇所には、エンジンの振動や車両走行時の振
動等が伝達されるが、第１及び第２ベローズ部１１、２
１の山部１２、２２や谷部１３、２３が変形することに
より、軸方向・曲げ方向の振動のほか剪断方向の振動を
も容易に吸収する。

【００１７】また、第１ベローズ部１１はガスケット３
０に近づくにつれて山部１２の高さが高くなり、第２ベ
ローズ部２１もガスケット３０に近づくにつれて山部２
２の高さが高くなるように形成されているため、第１パ
イプ１０における第１ベローズ部１１の開始位置１６に
かかる応力や第２パイプ２０における第２ベローズ部２
１の開始位置２６にかかる応力が抑えられて、第１ベロ
ーズ部１１及び第２ベローズ部２１の全体にかかる応力
がほぼ均一化される。このため、耐久性が向上する。

【００１８】更に、クランプ４０は、第１ベローズ部１
１の山部１２ａを挟んだ状態で第１ベローズ部１１の端
面をガスケット３０に押圧し、第２ベローズ部２１の山
部２２ａを挟んだ状態で第２ベローズ部２１の端面をガ
スケット３０に押圧していることから、山部１２ａ、２
２ａの弾性力が作用して各ベローズ部１１、２１の端面
からガスケット３０に適度な面圧が加えられ、シール性
が向上する。この場合、各ベローズ部１１、２１の山部
１２、２２はクランプ４０によって潰れないような強度
が要求されるため、例えば板厚を０．８〜１．２ｍｍの
範囲で適宜選定する。このため、振動に対する変位量が
小さくなるが、車両排気系のうち触媒コンバータ３の後
方位置はエンジンと触媒コンバータ３との間に比べると
振動振幅が小さいため、本実施形態のジョイント構造１
でも十分な振動吸収機能を発揮できる。

【００１９】更にまた、ガスケット３０は第１ベローズ
部１１の山部１２ａ及び第２ベローズ部２１の山部２２
ａに強く接触しているため、この接触面に大きな静止摩
擦力が発生していることから、両パイプ１０、２０は相
対的に軸回転しにくく、車両に組み付ける際の位置合わ
せがしやすい。これに対して、図７のボールジョイント
構造では、フランジ１０５に設けられたボルト挿通孔１
０８はボルト１０７の径よりも大径であるため、一方の
パイプ１０１に対して他方のパイプ１０４が軸回転して
しまい、排気系に組み付ける際の位置合わせが難しい。

【００２０】尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態
に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に
属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。例えば、図４に示すように、第１ベローズ部１１の
端面が山部１２ａの頂点を通るように形成され、第２ベ
ローズ部２１の端面が山部２２ａの頂点を通るように形
成され、両端面の間にガスケット３０を挟むようにして
もよい。この場合、上記実施形態と比べてガスケット３
０に山部の弾性力が作用しない点を除き、上記実施形態
と同様の作用効果を奏する。但し、図５に示すように、
円周溝４１が山部１２ａの隣の山部１２ｂと山部２２ａ
の隣の山部２２ｂとを外側から覆うようにすれば、山部
１２ｂ、２２ｂの弾性力がガスケット３０に作用するた
め、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態のパイプのジョイント構造の断面
図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】 車両排気系の概略説明図である。

【図４】 他の実施形態のパイプのジョイント構造の断
面図である。

【図５】 他の実施形態のパイプのジョイント構造の断
面図である。

【図６】 車両排気系におけるパイプのジョイント構造
に加わる振動の種類の説明図であり、（ａ）は曲げ方向
の振動、（ｂ）は軸方向の振動、（ｃ）は剪断方向の振
動を表す。

【図７】 従来のボールジョイント構造の断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・パイプのジョイント構造、１０・・・第１パイ
プ、１１・・・第１ベローズ部、１２、１２ａ・・・山
部、１３・・・谷部、２０・・・第２パイプ、２１・・
・第２ベローズ部、２２、２２ａ・・・山部、２３・・
・谷部、３０・・・ガスケット、４０・・・クランプ、
４１・・・円周溝、４２・・・第１溝形成面、４３・・
・第２溝形成面、４５・・・ボルト。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１パイプの端部に設けられた第１ベロ
   ーズ部と、 第２パイプの端部に設けられた第２ベローズ部と、 前記第１ベローズ部の端面と前記第２ベローズ部の端面
   との間に挟まれたガスケットと、 前記第１ベローズ部の端面と前記第２ベローズ部の端面
   とを前記ガスケットに押圧するクランプとを備えたパイ
   プのジョイント構造。
2. 【請求項２】 前記第１ベローズ部は前記ガスケットに
   近づくにつれて該第１ベローズ部をなす複数の山部の高
   さが高くなり、前記第２ベローズ部は前記ガスケットに
   近づくにつれて該第２ベローズ部をなす複数の山部の高
   さが高くなるように形成されている請求項１記載のパイ
   プのジョイント構造。
3. 【請求項３】 前記クランプは、前記第１ベローズ部を
   なす複数の山部の少なくとも１つを挟んだ状態で前記第
   １ベローズ部の端面を前記ガスケットに押圧し、前記第
   ２ベローズ部をなす複数の山部の少なくとも１つを挟ん
   だ状態で前記第２ベローズ部の端面を前記ガスケットに
   押圧する請求項１又は２記載のパイプのジョイント構
   造。
4. 【請求項４】 車両排気系のうち触媒コンバータよりも
   後方位置に用いられる請求項３記載のパイプのジョイン
   ト構造。