JPH09203487A

JPH09203487A - 排気管継手

Info

Publication number: JPH09203487A
Application number: JP8010712A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kuroyanagi; 進黒柳; Toru Uematsu; 徹植松; Yasushi Kukuminato; 康久々湊
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】排気管の屈曲に対し良好な減衰力を得る。【解決手段】ベローズ８の一端にフランジ６を接続
し、他端に排気管５を接続する。フランジ６にはベロー
ズ８の外部に位置して球面部１４を有する第１のベロー
ズカバー１２を固着する。排気管５には上記第１のベロ
ーズカバー１２の球面部１４と同心の球面部１６を有す
る第２のベローズカバー１５を固着する。上記第２のベ
ローズカバー１５をフランジ６方向へ付勢する付勢手段
３０を設ける。上記両球面部１４，１６間に摺動抵抗体
２１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排気管継手に関する
もので、より詳しくは、内燃機関の排気管相互を気密か
つ全周方向に屈曲可能に連結する排気管継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、管の継手として、管相互をベロー
ズで連結し、かつ該ベローズの外部において、一方の管
側に固設した球面状の外管と他方の管側に固設した球面
状の内管とを、一方の外管を他方の内管へ付勢すること
なく単に重合配置したものが実公昭４４−２１７３５号
公報で知られている。これを第１の従来の技術とする。

【０００３】また、図８に示すような継手が特開平７−
２５９５５２号公報に開示されている。これを第２の従
来の技術とする。この図８に示す継手の概略を説明す
る。

【０００４】１０１は一方の排気管、１０２は他方の排
気管で、これらの接続端間はベローズ１０３で連結され
ている。１０４は一方の排気管１０１に固着した第１フ
ランジ、１０５は他方の排気管１０２に固着した第２フ
ランジである。１０６は連結軸で、その一端は第２フラ
ンジ１０５に係止され他端側は第１フランジ１０４を貫
通してその端部にばね座１０７が備えられている。

【０００５】上記第１フランジ１０４と第２フランジ１
０５間には第１コイルスプリング１０８が介在されてい
るとともに該第１コイルスプリング１０８の内側に位置
してワイヤメッシュからなる第１弾性円筒部材１０９が
介在されている。

【０００６】また、上記第１フランジ１０４とばね座１
０７間には第２コイルスプリング１１０が介在されてい
るとともに該第２コイルスプリング１１０の内側に位置
してワイヤメッシュからなる第２弾性円筒部材１１１が
介在されている。

【０００７】そして、両排気管１０１，１０２の屈曲に
対する抗力（反力）発生手段として上記両コイルスプリ
ング１０８，１１０が作用し、減衰力発生手段としてワ
イヤメッシュからなる両弾性円筒部材１０９，１１１が
作用するようになっている。

【０００８】尚、図中、１１２はインナパイプで、その
一端が一方の排気管１０１に固着されている。１１３は
アウタパイプで、その一端が第１フランジ１０４に固着
されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記第１の従来の技術
においては、両管の振動による屈曲に伴って球面状の内
外管を円滑に摺動させるためには、その内外管の球面部
をかなり高い精度で形成しなければならない。そのため
円滑な摺動（屈曲）が望めないか或いは加工の困難性を
要する問題がある。更に、両球面部相互の接触圧が不安
定で、安定した減衰力が得られない問題がある。

【００１０】また、上記第２の従来の技術においては、
減衰力発生手段として、ワイヤメッシュからなる弾性円
筒部材１０９，１１１をその軸心方向を両排気管１０
１，１０２の伸縮方向に配して構成していることから、
このワイヤメッシュに対して高温下で繰り返し圧縮力が
作用し、このワイヤメッシュが経年劣化（へたり）し易
い。そのため、経年劣化に伴う振動減衰能力の低下は避
けられず、初期性能を維持できないおそれがある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の第１の発明は、フランジ（６）に
ベローズ（８）の一端を接続し、該ベローズ（８）の他
端に排気管（５）を接続し、ベローズ（８）の外部に、
ベローズ（８）側に中心（Ｏ₁）をもつ球面部（１４）
を有する第１のベローズカバー（１２）を配置するとと
もに該第１のベローズカバー（１２）の一端を上記フラ
ンジ（６）に固着し、上記第１のベローズカバー（１
２）の外部には、該第１のベローズカバー（１２）と同
心の球面部（１６）を有する第２のベローズカバー（１
５）を配置するとともにその一端を上記排気管（５）側
に固着し、上記第２のベローズカバー（１５）をフラン
ジ（６）方向へ付勢する付勢手段を設けたことを特徴と
するものである。

【００１２】本発明においては、両排気管（１）（５）
の継手部が屈曲した場合、両ベローズカバー（１２）
（１５）がその球面中心（Ｏ₁）を中心として同心回転
し、その屈曲が良好に行われる。

【００１３】また、屈曲時には付勢手段（３０）による
付勢力によって屈曲力の減衰が促進されるとともに屈曲
力の抗力（反力）としても作用する。更に、両球面部
（１４）（１６）相互が付勢手段（３０）の付勢力によ
って常時安定して接触し、その接触による摺動抵抗力が
屈曲に対する減衰力として作用する。したがって長期に
亘って安定した所定の減衰力が得られる。

【００１４】請求項２記載の第２の発明は、上記両球面
部（１４）（１６）間に摺動抵抗体（２１）を介在した
ものである。本発明においては、上記の摺動抵抗力が大
きくなり、上記の減衰力が一層向上する。

【００１５】請求項３記載の第３の発明は、上記摺動抵
抗体（２１）を、第２のベローズカバー（１５）がフラ
ンジ（６）方向へ付勢されることにより第１のベローズ
カバー（１２）における球面部（１４）の外面に押圧さ
れる部分に配設したものである。

【００１６】本発明においては、経年により摺動抵抗体
（２１）が摩耗して薄肉になった場合に、付勢手段（３
０）によって摩耗分その摺動抵抗体（２１）が第１のベ
ローズカバー（１２）の外面へ移動する。そのため、長
期に亘って摺動抵抗体（２１）と第１のベローズカバー
（１２）との設定した初期摺動抵抗力が確保され、長期
に亘って安定した減衰力が維持される。また、摺動抵抗
体（２１）を存在させることにより、両球面部（１４）
（１６）の球面精度が粗くてもこれらの摺動が支障なく
行える。そのため、該球面部（１４）（１６）の工作及
び組付けが容易になる。請求項４記載の第４の発明
は、上記摺動抵抗体（２１）をカーボン材で形成したも
のである。

【００１７】このようにカーボン材で形成すると、これ
が経年によりへたらず、長期に亘って上記の作用、効果
を発揮する。また、カーボン材として、カーボンシート
を金網で補強したものを用いると、より効果的である。
請求項５記載の第５の発明は、１個のフランジ（６）に
排気管とベローズとからなる排気系を複数並設し、上記
複数のベローズの外部に上記の両ベローズカバーを配設
したものである。

【００１８】本発明においては、複数の排気系を、上記
の作用、効果を発揮して１つのフランジ（６）で共通し
て支承できるため、コンパクトなデュアル継手が実現さ
れる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に図１乃至図７に示す実施例に
基づいて本発明の実施の形態について説明する。

【００２０】図１乃至図４は複数の排気系の管を接続す
るデュアル継手に用いた第１実施例である。この第１実
施例において、１は図示しないエンジンのエキゾースト
マニホールド等に接続された上流側の第１の排気管であ
る。該第１の排気管１は図のように２本並設されてお
り、一方の管を１とし他方の管を１ａとして示す。

【００２１】２は第１のフランジで、上記の両管１，１
ａの並設方向に長い横長形状に形成され、該第１のフラ
ンジ２に形成された２個の取付穴３，３ａに上記２本の
管１，１ａを挿通し、該両管１，１ａと第１のフランジ
２とが溶接４にて固着されている。

【００２２】５は図示しない排気ガスコンバータやマフ
ラ等に接続された下流側の第２の排気管である。該第２
の排気管５は図のように２本並設されており、一方の管
を５とし他方の管を５ａとして示す。

【００２３】６は第２のフランジで上記第１のフランジ
２と同様の横長形状に形成されている。該第２のフラン
ジ６には、上記第１のフランジ２における取付穴３，３
ａと同心でかつ若干大径の取付穴７，７ａが形成されて
いる。

【００２４】８は薄板の金属板からなるベローズで、そ
の軸方向に所望の山数の屈曲部が形成されている。該ベ
ローズ８の一端は上記第２の排気管５の接続端部外面に
嵌合して溶接９で第２の排気管５に固着され、他端は上
記第２のフランジ６の取付穴７に嵌合して溶接１０で第
２のフランジ６に固着されている。

【００２５】１１は排気導入パイプで、上記ベローズ８
内に配設され、その基端を、上記第２のフランジ６にお
ける取付穴７に嵌合したベローズ８の端部の内面に重合
して上記溶接１０により固定されている。尚、該排気導
入パイプ１１の外径はベローズ８の作用に支障とならな
いような小径に形成され、また、該排気導入パイプ１１
の他端（下流側）は自由端になっている。

【００２６】上記のベローズ８及び排気導入パイプ１１
は他方の管１ａ側にも同様に設けられており、夫々８
ａ，１１ａとして示す。１２は金属薄板からなる第１の
ベローズカバーで、上記一方のベローズ８の外周に若干
の隙間を有して沿う球面に形成され、その基部１３が上
記第２のフランジ６側に固着されている。また、該第１
のベローズカバー１２は、図１の符号Ｏ ₁を中心とする
球面で、かつベローズ８の略中心（その部分を鎖線１２
Ａとして示す）から側方、すなわち上記第２のフランジ
６の長手方向の側方への半球で、更に上記中心Ｏ₁から
上記第２の排気管５側へ若干延出した（その端部を１２
Ｂとして示す）略１／４強の球面部１２を有する。

【００２７】また、他方のベローズ８ａの外周部にも上
記第１のベローズカバー１２と同様な第１のベローズカ
バーが上記と同様に固設されており、これを１２ａとし
て示す。また、上記と同一部分には上記の符号にａを付
して示す。そして、上記両球面部１２，１２ａの両端は
板１２ｂで連結されている。

【００２８】１５は金属薄板からなる第２のベローズカ
バーで、上記一方の第１のベローズカバー１２と他方の
第１のベローズカバー１２ａの外周に若干の隙間Ｄを有
して沿う球面部１６，１６ａと、該両球面部１６，１６
ａの表裏端間を連結した表裏板１７とで形成されてい
る。上記両球面部１６，１６ａは、上記Ｏ₁を中心とす
る球面に形成され、上記第１のベローズカバー１２，１
２ａと同心的に形成されている。また、基端側には壁板
１８が一体形成されており、該壁板１８には接続管部１
９，１９ａが折曲形成されている。そして、該両接続管
部１９，１９ａを上記第２の排気管５，５ａに嵌着した
両ベローズ８，８ａの端部外面に嵌合して溶接９により
固着して備えられている。

【００２９】２０，２０ａは上記接続管部１９，１９ａ
と反対側において上記両球面部１６，１６ａと一体に折
曲形成されたバネ受け部で、上記両排気管５，５ａの並
設方向の両側方へ突出して上記第２のフランジ６と対面
するように形成されている。

【００３０】２１は第１のベローズカバー１２における
球面部１４の外面と上記第２のベローズカバー１５にお
ける球面部１６の内面との隙間Ｄ内に介在され、かつ、
一方の球面部１６側に固着した摺動抵抗体である。該摺
動抵抗体２１は、これと球面部１４，１４ａとの摺動時
に大きな摩擦抵抗力を発揮する材質で形成されており、
望ましくは、板状のカーボン材やワイヤメッシュ材の耐
熱性、断熱性を有するものが良く、特にへたりの少ない
カーボン材が良い。更に、図１及び図４に示すように、
非屈曲形態時において、球面の中心Ｏ₁を通る第２のフ
ランジ６と平行する面Ａよりも第２の排気管５側に寄っ
た部分にその摺動抵抗体２１の全部又はその一部が位置
するようにして配置されている。

【００３１】また、他方の球面部１４ａと１６ａ間にも
上記と同様な摺動抵抗体２１ａが上記と同様に配置され
ている。上記第１のフランジ２における両第１の排気管
１，１ａの並設方向の両側部には雌ねじ２２，２２ａが
刻設され、また、第２のフランジ６には、上記雌ねじ２
２，２２ａと同心位置に、雌ねじ２２，２２ａより大径
の貫通穴２３，２３ａが貫通形成されている。更に上記
バネ受け部２０，２０ａには、上記貫通穴２３，２３ａ
と同心位置に穴２４，２４ａが形成されている。尚、該
穴２４，２４ａの内径は後述する係止鍔２７，２７ａが
通過する径に形成されている。

【００３２】２５は連結軸で、その先部に雄ねじ２６が
刻設され、その中間部に係止鍔２７が一体形成され、頭
部に六角頭２８が一体形成されている。そして該連結軸
２５にバネ座２９と、付勢手段としての弾性体であるコ
イルスプリング３０と、上記バネ受け部２０の穴２４と
を、この順序で挿入した状態で、その連結軸２５の雄ね
じ２６を第２のフランジ６の貫通穴２３に挿通して第１
のフランジ２の雌ねじ２２に螺着し、これら連結軸２５
等が第２のフランジ６の下流側面、すなわち第２の排気
管５側へ突出して設けられている。また、この連結軸２
５の螺着によってその係止鍔２７により、第２のフラン
ジ６が第１のフランジ２へ圧着されて連結される。両フ
ランジ２，６間には環状のガスケットＧが介在されてい
る。

【００３３】上記弾性体であるスプリング３０は、所定
量圧縮された状態で介在され、第２のベローズカバー１
５を所定荷重により第２のフランジ６側へ付勢してい
る。上記第１のフランジ２の他方の雌ねじ２２ａ側にも
上記と同様の連結軸２５ａが上記と同様に螺着され、該
連結軸２５ａに上記と同様に弾性体であるコイルスプリ
ング３０ａが備えられている。この連結軸２５ａ側の連
結部の構造は上記連結軸２５側と同様であるため、上記
と同一部品には上記と同一符号にａを付してその説明は
省略する。

【００３４】以上のようであるから、組付に際しては、
所望の柔軟特性を発揮する山数のベローズ８，８ａを、
その両端を第２の排気管５，５ａと第２のフランジ６に
溶接固着して架設する。また、第１のベローズカバー１
２，１２ａを第２のフランジ６側へ固着する。更に、第
２のベローズカバー１６，１６ａにおけるバネ受け部２
０，２０ａの奥行きすなわち第２のフランジ６との対向
距離や弾性体３０，３０ａの長さ又は連結軸２５，２５
ａの長さを所望に設定して第２のベローズカバー１５，
１５ａを第２の排気管５，５ａに固着し、所望のバネ力
が得られるようにする。このとき、ベローズ８，８ａの
長さ（山数）と弾性体３０，３０ａによるバネ力の設定
は相互に影響することなく独立的に設定できる。例えば
図１のものに比べて、ベローズ８，８ａを長めのもの
（山数の多いもの）にして柔軟性を高め、反面、弾性体
３０，３０ａを短いものにしてバネ力を強くし、振動吸
収力を高める。

【００３５】このようなことから、ベローズ特性のチュ
ーニングとバネ特性のチューニングが独立して任意に設
定でき、継手特性の設定の自由度が向上する。更に、上
記のようにカーボン材等の摺動抵抗体２１，２１ａを介
在することにより、仮に両球面部１４，１４ａと１６，
１６ａとの球面精度が粗くても、これらの摺動が支障な
く行われる。そのため、該球面部の工作及び組付けが容
易になる。なお、フランジ６に雌ねじを刻設してこれに
連結軸２５，２５ａを螺着してもよく、連結軸２５，２
５ａの固着手段は任意である。

【００３６】次に組付け後の使用状態において、上流側
の第１の排気管１，１ａと下流側の第２の排気管５，５
ａが相対的に屈曲した場合には、ベローズ８，８ａが屈
曲するとともに一方の連結部例えばバネ受け部２０が第
２のフランジ６側へ移動し、他方の連結部例えばバネ受
け部２０ａが第２のフランジ６より遠ざかり、弾性体３
０ａが圧縮される。そのため、この弾性体３０ａが屈曲
力の抗力（反力）として作用し、かつ屈曲力の減衰が促
進されその屈曲力が吸収される。この吸収は全方向の屈
曲に対して可能である。

【００３７】更に、上記の屈曲時においては、球面部１
６，１６ａに固着された摺動抵抗体２１，２１ａと球面
部１４，１４ａとがＯ₁を中心として相対移動して摺動
する。このとき、上記摺動抵抗体２１，２１ａは弾性体
３０，３０ａの付勢力によって球面部１４，１４ａの外
面と圧接状態で摺動するため、この摺動による摩擦力が
屈曲力の抗力と減衰力として作用し、屈曲力の減衰性が
向上する。

【００３８】更に、経年により上記摺動抵抗体２１，２
１ａが摩耗して薄肉になった場合には、その摩耗分だけ
弾性体３０，３０ａの付勢力によって第２のベローズカ
バー１５が第２のフランジ６側へ移動し、摺動抵抗体２
１，２１ａと球面部１４，１４ａとの当接を確保する。
そのため、経年によっても上記のような初期に設定した
減衰力が維持され、長期に亘って安定した摺動抵抗が得
られる。

【００３９】更に、摺動抵抗体２１，２１ａが断熱性を
有するものである場合には、排気管側の熱が弾性体３
０，３０ａに伝熱することを抑制し、該弾性体３０，３
０ａの耐久性を向上する。

【００４０】また、自動車走行中において、ベローズ
８，８ａへ飛石等の異物が飛来した場合には、これが両
ベローズカバー１２，１２ａ，１５に当り、ベローズ
８，８ａへの直撃が回避されて、ベローズ８，８ａが保
護される。

【００４１】図５は本発明の第２実施例の要部断面図を
示す。本第２実施例は、上記第１実施例における第２の
ベローズカバー１５のバネ受け部２０，２０ａの穴２
４，２４ａに、上記弾性体であるコイルスプリング３
０，３０ａの位置決め環３１を形成したものである。そ
の他の構造は上記第１実施例と同様である。

【００４２】本第２実施例によれば、弾性体であるコイ
ルスプリング３０，３０ａが連結軸２４，２４ａに干渉
することを防止できる。図６は本発明の第３実施例を示
す。

【００４３】本第３実施例は上記第１実施例における連
結軸部（連結部）が相違する変形例である。相違部につ
いて説明すると、上記第１実施例における第１のフラン
ジ２と第２のフランジ６とは単なるボルト３２，３２ａ
で連結している。また、第１，第２のフランジ２，６の
中央部に長尺の頭付連結杆３３を挿通してその先部を第
２のベローズカバー１５における壁１８の中央に挿通
し、その先部に刻設した雄ねじ部３４にナット３５を螺
合し、該ナット３５と壁１８間に付勢手段としての弾性
体であるコイルスプリング３６を圧縮介在して、第２の
ベローズカバー１５を第１のベローズカバー１２側へ押
圧している。また、連結杆３３の頭部３３ａは図示のよ
うにその座面を球面にし、更に連結杆３３が挿通する両
フランジ２，６の穴は若干大径にして、排気管の屈曲に
対して連結杆３３が追従揺動できるようになっている。

【００４４】その他の構造は上記第１実施例と同様であ
るので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省
略する。本第３実施例においても上記第１実施例と同様
の作用、効果を発揮する上に、加えて上記第１実施例と
比較して連結軸等の連結部品の削減と組立ての容易化を
図り、製品の低廉化を図ることができる。

【００４５】図７は本発明の第４実施例を示す。本第４
実施例は、上記第１実施例のような構造を採用して、上
流側の１本の排気管と下流側の１本排気管を連結する場
合の実施例である。

【００４６】その構造は、上記第１実施例における他方
の排気管５ａ、他方のベローズ８ａ、他方の排気導入パ
イプ１１ａ、他方の第１排気管１ａをなくし、第２のベ
ローズカバー１５に排気管５の軸心を中心Ｏ₂とする略
半球状の球面部１６を形成し、第１のベローズカバー１
２，１２ａを第１のベローズカバー１５の半球面に沿っ
た球面に形成したものである。また、第２のベローズカ
バー１５の球面部１６の内面には上記と同様の摺動抵抗
体２１が固着されており、これに第１のベローズカバー
１２の球面部１４の外面が摺接するようになっている。
その他の構造は上記第１実施例と同様であり、同一部分
には同一符号を付してその説明を省略する。

【００４７】本第４実施例は、１本の排気系を連結する
ものにおいて、上記第１実施例と同様の作用、効果を発
揮できる。尚、上記各実施例においては夫々摺動抵抗体
２１，２１ａを設けたが、これらの実施例において摺動
抵抗体２１，２１ａを排して第２のベローズカバー１５
の球面部１６，１６ａの内面を第１のベローズカバー１
２の球面部１４，１４ａの外面に直接摺動可能に接触さ
せてもよい。この場合でも両ベローズカバー１２，１２
ａと１５との摺接による減衰力発生効果を有する。しか
し、上記の摺動抵抗体２１，２１ａの特有の効果は当然
発揮しない。

【００４８】

【発明の効果】以上のようであるから、請求項１記載の
発明によれば、両球面部によって屈曲が良好に行えるは
勿論、特に第２のベローズカバーの付勢手段による付勢
力と、この付勢力によって両球面部が相互に押圧的に接
触することにより、屈曲に対する減衰力を向上させ、か
つ長期に亘って安定して得ることができる。

【００４９】請求項２記載の発明によれば、摺動抵抗体
により一層減衰力の向上を図ることができる。請求項３
記載の発明によれば、長期に亘って安定した減衰力が維
持できる。更に、球面部の工作が容易になる上に組付け
も容易になる。

【００５０】請求項４記載の発明によれば、摺動抵抗体
のへたりが極めて少なく、長期に亘って上記の効果を発
揮できる。請求項５記載の発明によれば、更に上記の効
果を発揮しつつコンパクトなデュアル継手を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す平断面図。

【図２】図１における第１のフランジを除いて第２のフ
ランジ側から見た図。

【図３】図１における両ベローズカバーを示す平断面
図。

【図４】摺動抵抗体の配置状態を示す拡大一部平断面
図。

【図５】本発明の第２実施例を示す略平断面図。

【図６】本発明の第３実施例を示す平断面図。

【図７】本発明の第４実施例を示す平断面図。

【図８】従来構造を示す要部の平断面図。

【符号の説明】

１，５…排気管６…フランジ８…ベローズ１２…第１のベ
ローズカバー１５…第２のベローズカバー１４，１６…球
面部２１…摺動抵抗体３０…付勢手段
である弾性体Ｏ₁…中心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フランジ（６）にベローズ（８）の一端
を接続し、該ベローズ（８）の他端に排気管（５）を接
続し、ベローズ（８）の外部に、ベローズ（８）側に中
心（Ｏ₁）をもつ球面部（１４）を有する第１のベロー
ズカバー（１２）を配置するとともに該第１のベローズ
カバー（１２）の一端を上記フランジ（６）に固着し、
上記第１のベローズカバー（１２）の外部には、該第１
のベローズカバー（１２）と同心の球面部（１６）を有
する第２のベローズカバー（１５）を配置するとともに
その一端を上記排気管（５）側に固着し、上記第２のベ
ローズカバー（１５）をフランジ（６）方向へ付勢する
付勢手段を設けたことを特徴とする排気管継手。
【請求項２】請求項１記載の両球面部（１４）（１
６）間に摺動抵抗体（２１）を介在した排気管継手。
【請求項３】請求項２記載の摺動抵抗体（２１）を、
第２のベローズカバー（１５）がフランジ（６）方向へ
付勢されることにより第１のベローズカバー（１２）に
おける球面部（１４）の外面に押圧される部分に配設し
た排気管継手。
【請求項４】請求項２又は３記載の摺動抵抗体（２
１）をカーボン材で形成した排気管継手。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の１個
のフランジ（６）に排気管とベローズとからなる排気系
を複数並設し、上記複数のベローズの外部に上記の両ベ
ローズカバーを配設した排気管継手。