JPH05231575A - 球面管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 付着滑りによつてシール座に発生する振動を
低減し得、これに基づく異音の発生をなくし得る球面管
継手を提供する。 【構成】 球面排気管継手１は、エンジン側の排気管２
の端部３に溶接固着されたフランジ４と、消音器側の排
気管５の端部６に設けられたシール座７と、フランジ８
と、凸球面状シール面１０を有し、排気管端部に装着さ
れたシール体１１と、軸対称の二つの部位で両フランジ
４及び８を互いに弾性的に連結する弾性連結手段１２及
び１３と、排気管２及び５の円周方向に関して弾性連結
手段においてフランジ８に取付けられてシール座７に連
結されており、機械的振動に対してこれを吸振して減衰
させるように同調された動吸振器１４及び１５とを具備
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車の排気管等を接続
する球面管継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車エンジンの排気ガスは、車
両本体に配された排気管に導かれて大気中に放出される
が、この排気管の途中には、エンジンの振動が排気管を
介して消音器側に伝達されるのを防止するため、球面排
気管継手が配されている。この球面排気管継手は、一般
に、エンジン側に連結された一方の管の端部に固着され
た一方のフランジと、消音器側に連結された他方の管の
端部に設けられた他のフランジと、管の円周方向に関し
て二つの部位で両フランジを互いに弾性的に連結する弾
性連結手段と、一方の管端部に装着された球帯状シール
体と、他方の管端部に設けられており、球帯状シール体
の凸球面状シール面が着座する凹球面状シール座面を有
するシール座とを具備しており、一方の管に対して他方
の管を揺動自在に連結する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来のこのよ
うな球面排気管継手では、エンジン側に連結された一方
の管における振幅の大きい低い周波数の振動の他方の管
への伝達は一応低減し得るが、この低減時での一方の管
に対する他方の管の相対的な揺動において球帯状シール
体の凸球面状シール面に対してシール座の凹球面状シー
ル座面が相対的に摺動する。この摺動は一般に付着滑り
（スティクスリップ）を伴い、この付着滑りによりシー
ル座に新たな振動が生じる。この振動は比較的周波数が
高く（約１ｋＨｚ程度）、これが異音として自動車内に
伝ぱし、静粛性を要求される乗用車等には極めて耳障り
なものとなる。なお、このような問題は球面排気管継手
に限って生じるものではなく、一般の球面管継手におい
ても生じ得るものである。

【０００４】本発明は前記諸点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、付着滑りによつてシ
ール座に発生する振動を低減し得、これに基づく異音の
発生をなくし得る球面管継手を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、一方の管の端部に固着された一方のフランジと、他
方の管の端部に形成されたシール座と、他方の管の端部
に設けられた他方のフランジと、シール座の凹球面状シ
ール座面に対して相補的形状を有して当該シール座面に
接した凸球面状シール面を有し、シール座と一方のフラ
ンジとの間で一方の管の端部に装着されたシール体と、
両フランジを互いに弾性的に連結し、シール座の凹球面
状シール座面にシール体の凸球面状シール面を弾性的に
押圧させてなる弾性連結手段と、シール座に連結されて
おり、シール座の機械的振動に対してこれを吸振して減
衰させるように同調された動吸振器とを具備する球面管
継手によって達成される。

【０００６】本発明において動吸振器は、一つの例で
は、質量体と、この質量体をシール座に弾性的に可動に
連結すると共に質量体の振動を減衰させる弾性制振材と
を具備しており、他の一つの例では、質量体と、質量体
をシール座に弾性的に可動に連結するばね体と、質量体
の振動を減衰させる制振材とを具備しており、更に他の
例では、質量体と、この質量体の振動に基づく変位で質
量体の振動を減衰させる摺動摩擦抵抗が生じるように、
保持されており、質量体をシール座に弾性的に可動に連
結するばね体とを具備しているが、これら例に限定され
ないのはいうまでもない。好ましい例では、質量体は鉛
又は鉄等で形成された円筒体を具備しているか、ボルト
とナットとの組合せ体を具備してなり、弾性制振材は金
属ワイヤメッシュ筒状体、金属ワイヤメッシュ円盤体、
制振鋼板又は互いに重ね合わされた少なくとも２枚の板
ばねを具備してなる一方、制振材は金属ワイヤメッシュ
筒状体、金属ワイヤメッシュ円盤体又は制振鋼板を具備
してなり、ばね体は板ばね又はコイルばねを具備してな
る。

【０００７】

【作用】本発明において一方の管の振動は両管の間に配
された本発明球面管継手により減衰されて他方の管への
それの伝達が制限される。そして一方の管に対する他方
の管の相対的揺動において凸球面状シール面に対する凹
球面シール座面の摺動に起因するシール座の振動は、当
該シール座に連結された動吸振器によって吸振される。

【０００８】次に本発明を、図面に示す好ましい具体例
に基づいてさらに詳細に説明する。なお本発明はこれら
具体例に何等限定されないのである。

【０００９】

【具体例】球面管継手として図１及び図２に示す本例の
球面排気管継手１は、一方の管、本例ではエンジン側の
排気管２の端部３に溶接固着された一方のフランジ４
と、他方の管、本例では消音器側の排気管５の端部６に
設けられたシール座７と、シール座７から外方に一体的
に延設された他方のフランジ８と、シール座７の凹球面
状シール座面９に対して相補的形状を有して当該シール
座面９に接した凸球面状シール面１０を有し、シール座
７とフランジ４との間で排気管２の端部３に装着された
シール体１１と、排気管２及び５の円周方向に関して少
なくとも二つの部位、本例では軸対称の二つの部位で両
フランジ４及び８を互いに弾性的に連結し、シール座７
の凹球面状シール座面９にシール体１１の凸球面状シー
ル面１０を弾性的に押圧させてなる弾性連結手段１２及
び１３と、排気管２及び５の円周方向に関して弾性連結
手段１２及び１３間においてフランジ８に取付けられて
シール座７に連結されており、シール座７の機械的振動
に対してこれを吸振して減衰させるように同調された動
吸振器１４及び１５とを具備している。

【００１０】シール座７はその環状一端２１で溶接等に
より排気管５の端部６に固着されており、フランジ８
は、本例では上述のようにシール座７から外方に一体的
に延設されているが、これに代えて例えばシール座７と
は別に直接排気管５の端部６に溶接等の手段により取付
けても良く、この場合には、シール座７の外周端に直接
動吸振器を取付けてシール座７に連結するのが好まし
い。本例のシール座７及びフランジ８は図３から図５に
示すように板金からプレス加工等により一体形成されて
おり、図４からも明らかであるように全体として平面形
状が楕円形となっている。

【００１１】シール体１１は、その大径端面２５がフラ
ンジ４に密に当接されて端部３に嵌合装着されている。
シール体１１としては、例えば特開昭５４−７６７５９
号公報に開示された膨脹黒鉛及び雲母のうち少なくとも
いずれか一方を含む耐火材をワイヤメッシュで補強して
なるものを使用して好適である。

【００１２】弾性連結手段１２及び１３はそれぞれ同様
に形成されており、フランジ８に穿設された孔３１を貫
通して両フランジ４及び８間に延設され、一端のねじ部
３２がフランジ４に螺着され他端にばね受用の膨大頭部
３３を有するボルト３４と、一端３５が膨大頭部３３
に、他端３６がフランジ８にそれぞれ当接しボルト３４
を囲繞して配されたコイルばね３７とをそれぞれが具備
しており、コイルばね３７によりシール座７の凹球面状
シール座面９にシール体１１の凸球面状シール面１０が
弾性的に押圧されている。

【００１３】動吸振器１４及び１５もまたそれぞれ同様
に形成されており、質量体としての鉛又は鉄等の比較的
質量の大きい材料からなる円筒体４１と、円筒体４１を
シール座７に弾性的に可動に連結すると共に円筒体４１
の振動を減衰させる弾性制振材としての圧縮復元自在な
二つの金属ワイヤメッシュ筒状体４２及び４３とをそれ
ぞれが具備しており、円筒体４１は、金属ワイヤメッシ
ュ筒状体４２及び４３に挟まれて配されており、円筒体
４１並びに金属ワイヤメッシュ筒状体４２及び４３はこ
れを貫通して配されたボルト４４と、ボルト４４の一端
に螺合されたナット４５とによりＬ形取付部材４６に取
付けられており、それぞれの取付部材４６は一端で溶接
等の手段によりフランジ８の折返し部４７に固着されて
いる。このように本例の動吸振器１４及び１５はそれぞ
れフランジ８を介してシール座７に連結されている。円
筒体４１はフランジ８に対して管２及び５の軸心方向、
すなわちＡ方向に移動自在にボルト４４に装着されてお
り、円筒体４１のＡ方向の移動を弾性的に規制するよう
に、円筒体４１を間にして二つの金属ワイヤメッシュ筒
状体４２及び４３がボルト４４の膨大頭部４８と取付部
材４６との間に配されている。金属ワイヤメッシュ筒状
体４２及び４３は、金属細線、例えばステンレス鋼線、
亜鉛メッキ鉄線等を織ったり編んだりして得られる金属
ワイヤメッシュを筒状に捲回して筒状体を形成し、この
筒状体を適度に圧縮したものが好ましい。

【００１４】このように形成された球面排気管継手１
は、エンジンの振動により排気管５にに対して排気管２
に相対角変位（揺動）が生じた場合、シール座７の凹球
面状シール座面９上でのシール体１１の摺動により排気
管２のこの相対的角変位は低減されて排気管５へのそれ
の伝達が制限される。換言すれば球面排気管継手１によ
り排気管５に対する排気管２の相対的角変位が許容され
るようになっている。

【００１５】ここで凹球面状シール座面９と凸球面状シ
ール面１０とは、上記相対的角変位において摺動摩擦抵
抗をもって互いに相対的に摺動する。これは一般に付着
滑り（スティクスリップ）を伴い、この付着滑りにより
シール座７に新たな振動が生じようとするが、本例のシ
ール座７にはフランジ８を介して動吸振器１４及び１５
が設けられているため、この振動は動吸振器１４及び１
５の円筒体４１に伝達され、円筒体４１もＡ方向に振動
されようとするが、円筒体４１の振動は金属ワイヤメッ
シュ筒状体４２及び４３を圧縮復元させ、このときに金
属ワイヤメッシュ筒状体４２及び４３の内部で生じる摩
擦により振動エネルギが熱エネルギとして散逸せしめら
れて減衰される。従って球面排気管継手１ではシール座
７の振動に基づく異音は発生しなくなる。なお、ナット
４５を回転して吸振効果が最大となる位置でナット４５
を固定すると良い。

【００１６】上記具体例では管２及び５の軸心と平行な
方向であるＡ方向に円筒体４１を可動に装着したが、図
６に示すように円筒体４１を管２及び５の軸心と直角な
方向であるＢ方向に可動にフランジ８の折返し部４７に
設けても良い。この場合、図に示すようにＬ形取付部材
４６を用いることなしに直接フランジ８の折り返し部４
７に動吸振器１４及び１５を取付けても良い。

【００１７】図１及び図２に示す例並びに図６に示す例
ではいずれもボルト４４及びナット４５の組合せ体は、
円筒体４１と同様にフランジ８に対してＡ方向（図１及
び図２に示す例の場合）若しくはＢ方向（図６の例の場
合）に相対的に可動であるが、本例の動吸振器１４及び
１５の場合、ボルト４４及びナット４５の組合せ体をフ
ランジ８に不動に固定しても良い。なお、ボルト４４及
びナット４５の組合せ体をフランジ８に対して可動に設
ける場合、円筒体４１を省いても又は円筒体４１と共に
これらボルト４４及びナット４５の組合せ体を動吸振器
１４及び１５の質量体としてしても良く、円筒体４１を
省く場合には、金属ワイヤメッシュ筒状体４２及び４３
を一体化してこれをボルト４４の膨大頭部４８と取付部
材４６又は折返し部４７との間に配置すると良い。また
動吸振器１４及び１５では、弾性制振材として金属ワイ
ヤメッシュ筒状体４２及び４３を用いたが、これに代え
て金属ワイヤメッシュ筒状体４２及び４３と同様にして
製造された圧縮復元自在な金属ワイヤメッシュ円盤体を
用いても良い。

【００１８】また図７に示すように質量体をシール座７
に弾性的に可動に連結するばね体としてのばね板５１の
一端５２に、質量体の振動を減衰させる制振材としての
二つの孔付き金属ワイヤメッシュ円盤体５５及び５６を
ボルト５３及びナット５４により取付け、ばね板５１の
他端５７をボルト５８及びナット５９によりフランジ８
の折返し部４７に設けて動吸振器６０としても良い。こ
の場合、ボルト５３及びナット５４の組合せ体が質量体
の機能をなし、この質量体としてのボルト５３及びナッ
ト５４の組合せ体は、ばね板５１の一端５２並びに金属
ワイヤメッシュ円盤体５５及び５６に対してＢ方向に可
動となるように、ボルト５３がそれぞれを貫通して配さ
れている。金属ワイヤメッシュ円盤体５５及び５６は、
円盤状に圧縮成形する他は、金属ワイヤメッシュ筒状体
４２及び４３と同様にして製造される。本例の動吸振器
６０では、シール座７の振動はフランジ８及び板ばね５
１を介してボルト５３及びナット５４の組合せ体に伝達
され、ボルト５３及びナット５４の組合せ体はこれによ
り他端５７を中心としてＣ方向に揺動されようとする。
この揺動でボルト５３及びナット５４の組合せ体の板ば
ね５１に対するＢ方向の振動は金属ワイヤメッシュ円盤
体５５及び５６を圧縮復元させ、このときに金属ワイヤ
メッシュ円盤体５５及び５６の内部で生じる摩擦により
振動エネルギが熱エネルギとして散逸せしめられて減衰
される。

【００１９】本例の動吸振器６０において、質量体とし
て円筒体４１と同様の鉛又は鉄等で形成された円筒体を
金属ワイヤメッシュ円盤体５５及び５６の間に可動に配
しても良く、この場合、ボルト５３を板ばね５１の一端
５２に不動に固着しても良い。また金属ワイヤメッシュ
円盤体５５及び５６に代えて金属ワイヤメッシュ筒状体
４２及び４３と同等のものを用いても良いのはもちろん
である。更に板ばね５１は金属製又はゴム製のいずれで
あっても良い一方、板ばね５１に代えて又は板ばねと共
にコイルばねを用いても良く、また板ばね５１は図示の
ように一枚であっても良いが、二枚以上を互いに重ね合
わせても良く、更には板ばねの代わりに制振鋼板を用い
て動吸振器６０を形成しても良い。なお、このように制
振鋼板又は互いに重ね合わせた複数枚の板ばねを用いる
場合には、これらを弾性制振材として機能させ得るた
め、金属ワイヤメッシュ円盤体５５及び５６を省き得
る。

【００２０】図８に示す動吸振器７０は、一端が溶接等
によりフランジ８の折返し部４７に固着されたＬ形取付
部材７１の孔７２を貫通してボルト７３を配し、ボルト
７３の一端に螺着されたナット７４と取付部材７１との
間にコイルばね７５を、ボルト７３の膨大頭部７６と取
付部材７１との間に他のコイルばね７７をそれぞれ配し
てなるものであって、本例の動吸振器７０では、ボルト
７３とナット７４との組合せ体が質量体として機能し、
コイルばね７５及び７７がばね体として機能し、コイル
ばね７５及び７７は、ボルト７３とナット７４との組合
せ体の振動を減衰させる摺動摩擦抵抗がナット７４、取
付部材７１及び膨大頭部７６との間で生じるように、そ
れぞれ保持されている。従ってボルト７３とナット７４
との組合せ体はシール座７に対してＡ方向に可動であっ
て、シール座７の振動はフランジ８並びにコイルばね７
５及び７７を介してボルト７３とナット７４との組合せ
体にＡ方向の振動を生じさせ、この振動においてコイル
ばね７５の両端とナット７４及び取付部材７１との間並
びにコイルばね７７の両端と取付部材７１及び膨大頭部
７６との間にそれぞれ滑りが生じ、この滑りにおける摺
動摩擦抵抗がボルト７３とナット７４との組合せ体のＡ
方向の振動エネルギを熱エネルギとして散逸せしめて減
衰させる。なお、振動エネルギを更に可及的速かに熱エ
ネルギとして散逸せしめてこれを減衰させるために、コ
イルばね７５及び７７のそれぞれの両端とナット７４、
取付部材７１及び膨大頭部７６との間に、金属ワイヤメ
ッシュ円盤体５５及び５６等の制振材をコイルばね受と
して配しても良い。更に金属ワイヤメッシュ円筒体４２
等の弾性制振材をコイルばね７５及び７７と同様にナッ
ト７４と取付部材７１との間及び膨大頭部７６と取付部
材７１との間にコイルばね７５及び７７を囲繞して若し
くはそれに囲繞されて、又はコイルばね７５及び７７に
代えて配しても良い。またコイルばね７５及び７７は非
線形コイルばねであっても良く、更に本例では、ばね体
は筒状のゴム部材又は環状の板ばねであっても良い。ま
た質量体としては鉛又は鉄等で形成された円筒体を、そ
れぞれが分割されたコイルばね７５及び７７により挟む
ようにして設けても良い。

【００２１】また図９に示すように一端８１がフランジ
８の折り返し部４７に固着された取付部材８２の他端８
３の両面に弾性制振材として金属ワイヤメッシュ円盤体
８４及び８５を配し、これを取付部材８２に対してＢ方
向に可動な質量体としても機能するボルト８６及びナッ
ト８７の組合せ体で他端８３に保持するようにして動吸
振器９０を形成しても良い。他の例もそうであるが、金
属ワイヤメッシュ円盤体８４及び８５はいずれか一方だ
けでも若しくは三層以上設けても良いのはもちろんであ
る。なお、金属ワイヤメッシュ円盤体８４及び８５を弾
性制振材として機能させる場合には、取付部材８２は剛
体から形成しても良いが、これを制振材として機能させ
る場合には、取付部材８２はばね体として機能させるべ
くばね板等から形成する。

【００２２】なお、上述の例では動吸振器を対称に二個
設けたが、本発明はこれに限定されず、一個でも又は三
個以上の多数個でも良い。また実開昭５８−１３４６１
７号公報に開示の球面管継手にも本発明を適用しても良
い。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば動吸振器が
シール座に連結されて設けられているため、、両管の相
対的角変位に起因する付着滑りによる当該シート座の新
たな振動を減衰し得る結果、球面管継手のシート座の振
動に基づく異音を効果的になくし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい一具体例の断面図であって、
図２に示すＩ−Ｉ線断面図である。

【図２】図１に示す具体例のＩＩ−ＩＩ線断面図であ
る。

【図３】図１に示すシール座及びフランジの一体物の図
４に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】図１に示すシール座及びフランジの一体物の平
面図である。

【図５】図１に示すシール座及びフランジの一体物の図
４に示すＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】本発明の好ましい他の具体例の一部断面図であ
る。

【図７】本発明の好ましい更に他の具体例の一部断面図
である。

【図８】本発明の好ましい更に他の具体例の一部断面図
である。

【図９】本発明の好ましい更に他の具体例の一部断面図
である。

【符号の説明】

１ 球面排気管継手 ２、５ 排気管 ４、８ フランジ ７ シール座 ９ 凹球面状シール座面 １０ 凸球面状シール面 １１ シール体 １２、１３ 弾性連結手段 １４、１５ 動吸振器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 俊幸 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社内 (72)発明者 宮下 磨 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の管の端部に固着された一方のフラ
   ンジと、他方の管の端部に形成されたシール座と、他方
   の管の端部に設けられた他方のフランジと、シール座の
   凹球面状シール座面に対して相補的形状を有して当該シ
   ール座面に接した凸球面状シール面を有し、シール座と
   一方のフランジとの間で一方の管の端部に装着されたシ
   ール体と、両フランジを互いに弾性的に連結し、シール
   座の凹球面状シール座面にシール体の凸球面状シール面
   を弾性的に押圧させてなる弾性連結手段と、シール座に
   連結されており、シール座の機械的振動に対してこれを
   吸振して減衰させるように同調された動吸振器とを具備
   する球面管継手。
2. 【請求項２】 動吸振器は、質量体と、この質量体をシ
   ール座に弾性的に可動に連結すると共に質量体の振動を
   減衰させる弾性制振材とを具備している請求項１に記載
   の球面管継手。
3. 【請求項３】 質量体は鉛若しくは鉄等で形成された円
   筒体又はボルトとナットとの組合せ体を具備してなる請
   求項２に記載の球面管継手
4. 【請求項４】 弾性制振材は金属ワイヤメッシュ筒状
   体、金属ワイヤメッシュ円盤体、制振鋼板又は互いに重
   ね合わされた少なくとも２枚の板ばねを具備してなる請
   求項２又は３に記載の球面管継手。
5. 【請求項５】 動吸振器は、質量体と、質量体をシール
   座に弾性的に可動に連結するばね体と、質量体の振動を
   減衰させる制振材とを具備している請求項１に記載の球
   面管継手。
6. 【請求項６】 質量体は鉛若しくは鉄等で形成された円
   筒体又はボルトとナットとの組合せ体を具備してなる請
   求項５に記載の球面管継手。
7. 【請求項７】 ばね体は板ばね又はコイルばねを具備し
   てなる請求項５又は６に記載の球面管継手。
8. 【請求項８】 制振材は金属ワイヤメッシュ筒状体、金
   属ワイヤメッシュ円盤体又は制振鋼板を具備してなる請
   求項５から７のいずれか一項に記載の球面管継手。
9. 【請求項９】 動吸振器は、質量体と、質量体をシール
   座に弾性的に可動に連結するばね体とを具備しており、
   ばね体は、質量体の振動を減衰させる摺動摩擦抵抗が生
   じるように、保持されている請求項１に記載の球面管継
   手。
10. 【請求項１０】 質量体は鉛若しくは鉄等で形成された
    円筒体又はボルトとナットとの組合せ体を具備してなる
    請求項９に記載の球面管継手。
11. 【請求項１１】 ばね体は板ばね又はコイルばねを具備
    してなる請求項９又は１０に記載の球面管継手。