JPH0821576A - 管用スフェリカルジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型、軽量の簡易な構造で、シール性の向上
と異音の発生を防止できる管用スフェリカルジョイント
を提供する。 【構成】 互いに端部を対抗させた第１の管体と第２の
管体の一方にフランジが設けられ、他方にはシール座が
設けられて、該シール座とフランジとの間に球面接触面
を有するシールベアリングを挟んで前記第１の管体およ
び第２の管体が押圧手段により相対運動可能に連結され
た管用スフェリカルジョイントにおいて、前記シ−ル座
には前記球面接触面に当接された断面略台形状の環状突
部が形成されている構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の排気管
など管の連結に用いられる管用スフェリカルジョイント
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の管用スフェリカルジョイ
ントとしては、実開昭５９−１６３１２１号公報に開示
された、図３に示すようなものがある。

【０００３】これは、自動車の排気管同士の連結部に適
用されたもので、上流側排気管１の端部に設けられたフ
ランジ７にシールベアリング４が支持されるとともに、
下流側排気管２の端部にはシール座９が設けられてい
る。そして、フランジ７とシール座９の間にシールベア
リング４を挟んでフランジ７とシール座９を対向させ、
ボルト５および押圧ばね６で両者を互いに押圧方向に付
勢するようにしている。

【０００４】シールベアリング４は切頭球体状とされ、
その凸状球面部３を下流側排気管２側に向けて支持され
ており、シール座９はシールベアリング４の凸状球面部
３に対応する凹状球面部８を備えている。排気管連結用
の場合、シールベアリング４は、繊維に黒鉛を含浸させ
た燒結材で形成される。

【０００５】そしてシール座９は、上流側排気管１や下
流側排気管２の板厚よりも大きい肉厚となっている。こ
れにより、上流側排気管１と下流側排気管２の連結の際
の角度のばらつきや、あるいは走行中のエンジンや車体
振動による角度変動があっても、シールベアリング４と
シール座９の凹状球面部８でこれを吸収するとともにシ
ール性能を確保している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の管用スフェリカルジョイントにおいては、シ
ールベアリング４の凸状球面部３が単に切頭球体の外周
面そのままで形成され、シール座９の凹状球面部８もこ
の凸状球面部３の球面に沿って連続した球面とされて、
両者はその対向する全面が互いに接触すべき面とされて
いる。

【０００７】そのため、球面部の接触面積が大きく、こ
の結果その接触面圧が低くなり球面部からの排気のリー
クのおそれが解消されないという問題がある。したがっ
て、このリークの対策として、やむなくフランジ７とシ
ール座９の押圧付勢に用いられる押圧ばね６を大型のも
のにしてセットフォースを高くしている。

【０００８】また、球面部の接触面積が大きいことによ
り、シール座９とシールベアリング４との摩擦が大き
く、変動時に異音を発生する。そして、この異音の発生
は、セットフォースを高くすると一段と顕著になる。

【０００９】その上、上記セットフォースを高くするた
めには、押圧ばね６のコストが増大するほか、関連して
ボルト５も大きくしなければならず、またセットフォー
スが高くなるのに対応してシールベアリング４を支持す
るフランジ７や相手側のシール座９の強度を増すための
重量増大やコスト増大を招くことになる。

【００１０】また、シール座９が大きな肉厚とされてい
るのは、ジョイント部からの異音対策も兼ねていること
による。すなわち、接触部に振動による摩擦があると
き、その接触部で上記の原因により異音が発生するた
め、この対策のためにもシール座９の剛性向上を図る必
要があるからである。

【００１１】同じく異音対策として、さらにシールベア
リング４にテフロン加工を行うなどにより摩擦低減を図
ることも行われ、これによっても上記と同じくコスト増
大を招くことになる。

【００１２】したがって、本発明は、上記従来の問題点
に鑑み、簡単な構造で重量を増すことなく、シール性の
向上と異音の解消が安価に実現される管用スフェリカル
ジョイントを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに端部を
対向させた第１の管体と第２の管体の一方にフランジが
設けられ、他方にはシール座が設けられて、該シール座
とフランジとの間に球面接触面を有するシールベアリン
グを挟んで前記第１の管体および第２の管体が押圧手段
により相対運動可能に連結された管用スフェリカルジョ
イントにおいて、前記シール座には前記球面接触面に当
接する断面略台形状の環状突部が形成されているもので
ある。

【００１４】

【作用】第１の管体と第２の管体が球面接触面を有する
シールベアリングを挟んで相対運動可能に連結されてい
るから、ばらつきや角度変動があってもこれを吸収して
シール状態が保持される。そして、シール座に環状突部
が形成されているから、シール性が向上するとともにシ
ール座の剛性の向上と接触面積の減少による異音の発生
が防止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明に係る管用スフェリカルジョイントを自動車
の排気管に適用した一実施例を示す断面図である。

【００１６】上流側排気管１１の端部外周上に、円筒部
２１を有するプレス成形されたフランジ２０がその円筒
部２１の端縁を溶接して固着されている。この上流側排
気管１１の先端１１ａはフランジ２０からシールベアリ
ング３０の幅と略同寸の長さだけ突出している。

【００１７】切頭球体状の外周面を有するとともに中心
貫通穴３１を有するリング状のシールベアリング３０
が、上流側排気管１１の上記先端１１ａに嵌挿されると
ともに、軸方向にはフランジ２０で支持されている。

【００１８】下流側排気管１２の端部外周上には、円筒
部２６を有するプレス成形されたシール座２５がその円
筒部２６の端縁を溶接されて固着されている。このシー
ル座２５と上流側排気管１１のフランジ２０との間にシ
ールベアリング３０を挟んで両者を対向させ、ボルト３
５および押圧ばね３６でシール座２５とフランジ２０を
互いに押圧方向に付勢するようにしている。この押圧付
勢された状態で、上流側排気管１１の先端１１ａと下流
側排気管１２の先端１２ａとの間には所定の間隙４０が
設定されている。

【００１９】シールベアリング３０はその凸状球面部３
２を下流側排気管１２側に向けて支持されており、シー
ル座２５はシールベアリング３０の凸状球面部３２に対
応する凹球面部２７を備えている。排気管連結用の場
合、シールベアリング３０は、繊維に黒鉛を含浸させた
焼結材で形成される。

【００２０】ボルト３５はシールベアリング３０の外径
よりも外方の位置にフランジ２０に設けられた穴２２を
貫通して、シール座２５にナット３７により固定されて
いる。押圧ばね３６はボルト３５のヘッド側に嵌挿され
たワッシャ３８とフランジ２０の間に圧縮状態で配置さ
れる。フランジ２０の穴２２は貫通するボルト３５に対
して所定の範囲で互いに角度変位があっても吸収され、
シールベアリング３０を挟んで押圧状態で連結状態が保
持される。

【００２１】なお、本実施例では、ボルト３５，押圧ば
ね３６，ワッシャ３８，ナット３７によって押圧手段を
構成している。図２にその背面図が示されるように、シ
ール座２５の凹状球面部２７のほぼ中間にはシールベア
リング３０方向に向かって突出し、このシールベアリン
グ３０に当接する断面略台形状の環状突部２８が形成さ
れている。

【００２２】この環状突部２８の頂部は、シールベアリ
ング３０の凸面曲率に対応する凹面曲率を有する凹球面
をなしており、押圧すると両者は密着する。この実施例
は以上のように構成されている。

【００２３】この実施例によれば、シール座２５は、こ
のシール座２５の凹状球面部２７が環状突部２８により
分断され、シールベアリング３０とは環状突部２８の凹
球面をなす頂部と密着するので、球面接触する面積が小
さく従来に比べて精度良く密着させることができ、シー
ル性が可及的に向上する。

【００２４】したがって、従来接触面圧を上げるために
高く設定していた押圧ばね３６のセットフォースを低く
することができ、押圧ばね３６の線径やボルト３５など
を小型のものとすることができ、重量とコストが低減さ
れる。

【００２５】そして、セットフォースを低くすることが
できることから、シールベアリング３０へのテフロン加
工なども不要になるという利点があるとともに、さらに
は、接触面積の低下とあいまって摩擦による異音の発生
を低減できる。

【００２６】また、シール座２５は、その凹状球面部２
７に環状突部２８が形成されることにより、その剛性が
高くなる。これによっても摩擦による異音の発生が防止
されるとともに、剛性が高くなった分、シール座２５の
肉厚を薄くすることが可能となり、重量を軽減できると
いう効果がある。

【００２７】なお、上記実施例では上流側排気管１１に
フランジ２０を設け、下流側排気管１２にシール座２５
を設けたものを示したが、これに限定されることなく、
フランジ２０を下流側排気管１２に設け、上流側排気管
１１にシール座２５を設けてもよい。

【００２８】また、車両の排気系に限らず、その他の管
体の連結にも容易に適用でき、管体の種類に制限はな
い。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、管用スフェ
リカルジョイントのシール座に、シールベアリングの球
面接触面に当接する環状突部を形成したから、球面接触
する面積が小さく従来に比べて精度良く密着させること
ができ、シール性が可及的に向上する。これにより押圧
手段によるセットフォースを低くすることができ、押圧
手段の構成部品を小型、軽量とすることができ、重量と
コストが低減される。そして、セットフォースを低くす
ることができることから、シールベアリングへのテフロ
ン加工なども不要になるという利点があるとともに、さ
らには、接触面積の低下とあいまって摩擦による異音の
発生を低減できる。

【００３０】また、シール座は、その凹状球面部に環状
突部が形成されることにより、その剛性が高くなり、こ
れによっても摩擦による異音の発生が防止されるととも
に、剛性が高くなった分、シール座の肉厚を薄くするこ
とが可能となり、重量を軽減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る管用スフェリカルジョ
イントを示す断面図である。

【図２】図１の管用スフェリカルジョイントにおけるシ
ール座の背面図である。

【図３】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 上流側排気管（第１の管体） １２ 下流側排気管（第２の管体） ２０ フランジ ２５ シール座 ２７ 凹状球面部（球面接触面） ２８ 環状突部 ３０ シールベアリング ３２ 凸状球面部 ３５ ボルト（押圧手段） ３６ 押圧ばね（押圧手段） ３７ ナット（押圧手段） ３８ ワッシャ（押圧手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに端部を対向させた第１の管体（１
   １）と第２の管体（１２）の一方にフランジ（２０）が
   設けられ、他方にはシール座（２５）が設けられて、該
   シール座（２５）とフランジ（２０）との間に球面接触
   面（３２）を有するシールベアリング（３０）を挟んで
   前記第１の管体（１１）および第２の管体（１２）が押
   圧手段（３５，３６，３７，３８）により相対運動可能
   に連結された管用スフェリカルジョイントにおいて、前
   記シール座（２５）には前記球面接触面（３２）に当接
   する断面略台形状の環状突部（２８）が形成されている
   ことを特徴とする管用スフェリカルジョイント。