(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並置された一対の排気管のそれぞれと、相互に連結された一対の枝管を有した二股排気管の当該枝管のそれぞれとを相互に連結する自動車排気管用の継手装置であって、一対の排気管のうち一方の排気管に、この一方の排気管に対応して配される二股排気管の一方の枝管を連結する球面継手と、一対の排気管のうち他方の排気管に、この他方の排気管に対応して配される他方の枝管を連結する可撓性の伸縮自在継手とを具備しており、球面継手は、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか一方の一端に挿着された球帯状シール体と、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか一方に固着された一方のフランジ手段と、球帯状シール体の球帯状表面が摺動自在に着座する球面座を有しており、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか他方に固着された他方のフランジ手段と、弾性力により両フランジ手段を互いに接近させて、球帯状表面に球面座を弾性的に押圧させる弾性手段とを具備しており、両フランジ手段には、貫通孔が設けられており、この貫通孔を通って可撓性の伸縮自在継手が配されている自動車排気管用の継手装置。
【請求項２】
弾性手段は、軸対称に両フランジ手段に取り付けられた一対の弾性装置を具備しており、一対の弾性装置のうちの一方の弾性装置は、他方の弾性装置に比較して球帯状表面により近接して配されており、他方の弾性装置は貫通孔の外側に配されており、一対の弾性装置による球面座の球帯状表面への弾性的な押圧力をバランスさせるべく、他方の弾性装置は、そのばね定数が一方の弾性装置のばね定数よりも小さくなるように構成されている請求項１に記載の自動車排気管用の継手装置。
【請求項３】
可撓性の伸縮自在継手は、一端が他方の排気管に、他端が他方の枝管にそれぞれ固着された蛇腹を具備している請求項１又は２に記載の自動車排気管用の継手装置。
【請求項４】
一対の排気管に対する二股排気管の相対的揺動において、伸縮自在継手の軸方向中間部位で当該伸縮自在継手に最大曲げを生じさせるように、伸縮自在継手に対して球面継手の曲率半径の中心が位置している請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車排気管用の継手装置。
【請求項５】
並置された一対の排気管のそれぞれと、相互に連結された一対の枝管を有した二股排気管の当該枝管のそれぞれとを相互に連結する自動車排気管用の継手装置であって、一対の排気管のうち一方の排気管に、この一方の排気管に対応して配される二股排気管の一方の枝管を連結する球面継手と、一対の排気管のうち他方の排気管に、この他方の排気管に対応して配される他方の枝管を連結する可撓性の伸縮自在継手とを具備しており、可撓性の伸縮自在継手は、一端が他方の排気管に、他端が他方の枝管にそれぞれ固着された蛇腹を具備している自動車排気管用の継手装置。
【請求項６】
球面継手は、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか一方の一端に挿着された球帯状シール体と、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか一方に固着された一方のフランジ手段と、球帯状シール体の球帯状表面が摺動自在に着座する球面座を有しており、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか他方に固着された他方のフランジ手段と、弾性力により両フランジ手段を互いに接近させて、球帯状表面に球面座を弾性的に押圧させる弾性手段とを具備している請求項５に記載の自動車排気管用の継手装置。
【請求項７】
一対の排気管に対する二股排気管の相対的揺動において、伸縮自在継手の軸方向中間部位で当該伸縮自在継手に最大曲げを生じさせるように、伸縮自在継手に対して球面継手の曲率半径の中心が位置している請求項５又は６に記載の自動車排気管用の継手装置。
【請求項８】
並置された一対の排気管のそれぞれと、相互に連結された一対の枝管を有した二股排気管の当該枝管のそれぞれとを相互に連結する自動車排気管用の継手装置であって、一対の排気管のうち一方の排気管に、この一方の排気管に対応して配される二股排気管の一方の枝管を連結する球面継手と、一対の排気管のうち他方の排気管に、この他方の排気管に対応して配される他方の枝管を連結する可撓性の伸縮自在継手とを具備しており、一対の排気管に対する二股排気管の相対的揺動において、伸縮自在継手の軸方向中間部位で当該伸縮自在継手に最大曲げを生じさせるように、伸縮自在継手に対して球面継手の曲率半径の中心が位置している自動車排気管用の継手装置。
【請求項９】
球面継手は、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか一方の一端に挿着された球帯状シール体と、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか一方に固着された一方のフランジ手段と、球帯状シール体の球帯状表面が摺動自在に着座する球面座を有しており、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか他方に固着された他方のフランジ手段と、弾性力により両フランジ手段を互いに接近させて、球帯状表面に球面座を弾性的に押圧させる弾性手段とを具備している請求項８に記載の自動車排気管用の継手装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車排気管用の継手装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
自動車エンジンにおいて、各シリンダの排気ポートからの排気ガスをマニフォールドを介してマフラに導びく場合に、マニフォールドを通過後の排気ガスを、マニフォールド直後において一本のまとめられた排気管にてマフラに導びくようにすると、排気ガス同志が互いに干渉し合って、排気効率が悪くなる。ところで、排気管内の排気ガスが低圧状態の際に、次のシリンダの排気が始まれば、このシリンダの排気ガスは、勢いよく吸い出され、その排気効率がよくなる。そこで、例えば４シリンダにおいて、吸入、圧縮、燃焼、排気のタイミングが全く逆のシリンダからの排気ガスをそれぞれまとめて、排気効率を高める手段が提案されている。
【０００３】
そして、かかる場合には、マニフォールド側の振動のマフラ側への伝達を防止するために、並置された一対の排気管のそれぞれと、相互に連結された一対の枝管を有した二股排気管の当該枝管のそれぞれとを相互に連結する継手装置がマニフォールド直後に用いられている。この継手装置は、通常、図２に示すように、共通なフランジ７１及び７２並びに弾性手段７３を有した二組の球面継手７４及び７５を具備しており、球面継手７４は、マニフォールド７６を介して第一番目のシリンダの排気ポートに連結される排気管７７の外面に挿着された球帯状シール体７８を具備しており、球面継手７５は、マニフォールド７６を介して第四番目のシリンダに連結される排気管７９の外面に挿着された球帯状シール体８０を具備しており、共通のフランジ７１は、排気管７７及び７９に固着されており、球帯状シール体７８及び８０の球帯状表面８１及び８２に摺動自在に着座する球面座８３及び８４を有した共通のフランジ７２は、マフラ側に連結される二股排気管８５の枝管８６及び８７のそれぞれに固着されており、弾性手段７３は、フランジ７１及び７２に対称に装着された二つの弾性装置８５及び８６からなり、弾性装置８５及び８６のそれぞれは、フランジ７１及び７２を貫通して配されたボルト９０と、ボルト９０に螺合したナット８８と、ボルト９０の頭部とフランジ７２との間に配されたコイルばね８９とを具備し、弾性手段７３は、そのコイルばね８９の弾性力により両フランジ７１及び７２を互いに接近させて、球帯状表面８１及び８２に球面座８３及び８４を弾性的に押圧させている。
【０００４】
図２に示す継手装置では、二股排気管８５と排気管７７及び７９との相対的揺動が球帯状表面８１及び８２に対する球面座８３及び８４の摺動により許容されるのであるが、図２において紙面と直交する相対的揺動では、球帯状表面８１及び８２と球面座８３及び８４と間に隙間を生じることなしに、球帯状表面８１及び８２に対して球面座８３及び８４が摺動される一方、紙面と平行な相対的振動では、球帯状表面８１と球面座８３との間及び球帯状表面８２と球面座８４と間に交互に隙間を生じ、この隙間から排気ガスが漏出する虞がある。
【０００５】
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、マニフォールド側の振動のマフラ側への伝達を防止するために、並置された一対の排気管と、相互に連結された一対の枝管を有した二股排気管の当該枝管とを相互に連結する自動車排気管用の継手装置において、排気ガスの漏出の虞のないものを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的とするところは、上記の継手装置において、耐久性に優れ、また、単管用と同様程度の振動のし易さを確保し得る自動車排気管用の継手装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、並置された一対の排気管のそれぞれと、相互に連結された一対の枝管を有した二股排気管の当該枝管のそれぞれとを相互に連結する自動車排気管用の継手装置であって、一対の排気管のうち一方の排気管に、この一方の排気管に対応して配される二股排気管の一方の枝管を連結する球面継手と、一対の排気管のうち他方の排気管に、この他方の排気管に対応して配される他方の枝管を連結する可撓性の伸縮自在継手とを具備している自動車排気管用の継手装置によって達成される。
【０００８】
本発明の継手装置では、両排気管の相対的揺動は球面継手に規制されて行われ、この際、可撓性の伸縮自在継手は、曲げ、伸縮されて両排気管の相対的揺動を許容する。そして、一方の継手が可撓性の伸縮自在継手であるため、両排気管の相対的揺動は、球面継手に隙間を生じさせることなしに行われる。加えて、球面継手により両排気管の相対的揺動及び軸方向の相対的移動が規制されるため、伸縮自在継手の過大な伸縮、曲げが回避され、伸縮自在継手の損傷を好ましくなくし得る。
【０００９】
また本発明では、球面継手は、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか一方の一端に挿着された球帯状シール体と、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか一方に固着された一方のフランジ手段と、球帯状シール体の球帯状表面が摺動自在に着座する球面座を有しており、一方の排気管及び一方の枝管のうちいずれか他方に固着された他方のフランジ手段と、弾性力により両フランジ手段を互いに接近させて、球帯状表面に球面座を弾性的に押圧させる弾性手段とを具備し、ここで、両フランジ手段には貫通孔が設けられて、この貫通孔を通って可撓性の伸縮自在継手が配されているとよい。
【００１０】
弾性手段は、軸対称に両フランジ手段に取り付けられた一対の弾性装置を具備しており、一対の弾性装置のうちの一方の弾性装置は、他方の弾性装置に比較して球帯状表面により近接して配されており、他方の弾性装置は貫通孔の外側に配されており、一対の弾性装置による球帯状表面への球面座の弾性的な押圧力をバランスさせるべく、他方の弾性装置は、そのばね定数が一方の弾性装置のばね定数よりも小さくなるように構成されている。この継手装置では、両排気管のいずれの方向の相対的揺動においても、その揺動中心に関して実質的に同一の弾性揺動抵抗とすることができ、而して、単管と同様程度の振動のし易さを確保し得る。
【００１１】
好ましい例では、可撓性の伸縮自在継手は、一端が他方の排気管に、他端が他方の枝管にそれぞれ固着された蛇腹を具備している。他の好ましい例では、一対の排気管に対する二股排気管の相対的揺動において、伸縮自在継手の軸方向中間部位で当該伸縮自在継手に最大曲げを生じさせるように、伸縮自在継手に対して球面継手の曲率半径の中心が位置している。この例の場合、両排気管の相対的揺動において伸縮自在継手の軸方向中間部位で当該伸縮自在継手に最大曲げ歪みを生じさせることとなり、両排気管にそれぞれ連結された伸縮自在継手の両端での応力集中を避けることができ、伸縮自在継手の耐久性を大幅に向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されないのである。
【００１３】
【実施例】
図１において、本例の自動車排気管用の継手装置１は、並置された一対の排気管２及び３と、相互に連結された一対の枝管４及び５を有した二股排気管６の当該枝管４及び５とを相互に連結している。継手装置１は、排気管２に、当該排気管２に対応して配される二股排気管６の一方の枝管４を連結する球面継手７と、排気管３に、当該排気管３に対応して配される他方の枝管５を連結する可撓性の伸縮自在継手８とを具備している。
【００１４】
球面継手７は、排気管２及び枝管４のうちいずれか一方、本例では排気管２の一端１１の外周面１２に挿着された球帯状シール体１３と、球帯状シール体１３の底面１４に当接して排気管２の外周面１２に溶接などにより固着されたフランジ手段１５と、球帯状シール体１３の球帯状表面１６が摺動自在に着座する球面座１７を有しており、枝管４に溶接などにより固着されたフランジ手段１８と、弾性力により両フランジ手段１５及び１８を互いに軸方向に接近させて、球帯状表面１６に球面座１７を弾性的に押圧させる弾性手段１９とを具備している。
【００１５】
両フランジ手段１５及び１８には、それぞれ貫通孔２１が設けられており、貫通孔２１を通って伸縮自在継手８が配されている。フランジ手段１５は、排気管２の外周面１２に溶接などにより固着された基部２２と、基部２２から一体的に径方向外方向に伸びたナット受部２３とを具備しており、基部２２に、球帯状シール体１３の底面１４が当接しており、ナット受部２３に、貫通孔２１に加えて二個の貫通孔２４が形成されて、ほぼ平面全体形状において楕円形（卵形）に形成されている。フランジ手段１８は、枝管４に溶接などにより固着された基部２５と、基部２５から一体的に径方向外方向に伸びたばね受部２６とを具備しており、基部２５に、球帯状シール体１３の球帯状表面１６が摺動自在に着座する球面座１７が形成されており、ばね受部２６に、貫通孔２１に加えて二個の貫通孔２７が形成されて、ほぼ平面全体形状において、フランジ手段１５と同様に、楕円形（卵形）に形成されている。
【００１６】
弾性手段１９は、軸対称に両フランジ手段１５及び１８に取り付けられた一対の弾性装置３１及び３２を具備しており、弾性装置３１は、弾性装置３２に比較して球帯状表面１６により近接して配されており、弾性装置３２は貫通孔２１の外側に配されている。弾性装置３１及び３２はそれぞれ、膨大頭部３３を有して、貫通孔２４及び２７を通ったボルト３４と、ボルト３４に螺合してナット受部２３に着座したナット３５と、膨大頭部３３及びばね受部２６間に配されたコイルばね３６とを具備しており、弾性装置３１及び３２による球帯状表面１６への球面座１７の弾性的な押圧力をバランスさせるべく、弾性装置３２のコイルばね３６は、そのばね定数が弾性装置３１のコイルばね３６のばね定数よりも小さくなるように構成されている。
【００１７】
可撓性の伸縮自在継手８は、一端４１が排気管３の一端４２に、他端４３が枝管５の一端４４にそれぞれ溶接などにより固着された蛇腹４５を具備している。本例では、一対の排気管２及び３に対する二股排気管６の相対的揺動、特に、図１の紙面に直交する方向の相対的揺動において、伸縮自在継手８の軸方向中間部位４６で当該伸縮自在継手８に最大曲げが生じるように、球帯状シール体１３の球帯状表面１６の曲率半径の中心４７が、伸縮自在継手８に対して位置している。
【００１８】
球帯状シール体１３としては、ワイヤメッシュと膨脹黒鉛とを圧縮成形した耐熱性のものが好ましくいが、これに限定されない。
【００１９】
本例の排気管２及び３は、その他端５１及び５２でそれぞれマニフォールドのフランジ５３に取り付けられており、排気管２には、例えば第一番目のシリンダからの排気ガスが、排気管３には、第一番目のシリンダと吸入、圧縮、燃焼、排気のタイミングが全く逆の例えば第四番目のシリンダからの排気ガスがそれぞれ導入されるようになっている。排気管２及び３に導入された排気ガスは、枝管４及び５並びに二股排気管６の統合管５５を介してマフラ側に導かれる。
【００２０】
以上の継手装置１では、球帯状表面１６に対する球面座１７の相対的な摺動と蛇腹４５の伸縮、曲折により、排気管２及び３に対する二股排気管６の相対的揺動が可能となり、排気管２及び３から二股排気管６への振動の伝達が低減される。そして、図１の紙面に平行な面内で排気管２及び３に対する二股排気管６の相対的揺動は、排気管３と枝管５とが伸縮自在かつ曲折自在な蛇腹４５で連結されているため、球帯状表面１６と球面座１７との間に隙間を生じさせないで、中心４７を中心としてなされ、したがって、排気ガスの漏洩の虞れがなくなる。また、排気管２及び３に対する二股排気管６の相対的軸方向変位及び相対的揺動は、球面継手７によって規制されるため、蛇腹４５が過度に縮められたり、延ばされたり、或いは、曲折されたりすることがなくなる。
【００２１】
また、相対的揺動が中心４７を中心としてなされるため、伸縮自在継手８では、ほぼ軸方向中間部位４６で最大曲げが生じ、したがって、伸縮自在継手８には応力の集中が生じ難く、均等に曲げ応力が伸縮自在継手８に生じ、伸縮自在継手８を長期に亘って損壊なしに使用することができる。加えて、弾性装置３１及び３２による球帯状表面１６への球面座１７の弾性的な押圧力をバランスさせるべく、弾性装置３２のコイルばね３６のばね定数が弾性装置３１のコイルばね３６のばね定数よりも小さくなるように構成されているため、通常の単一の球面継手と同様の振動低減機能を持たせることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、排気ガスの漏出の虞を可及的になくすことができ、また耐久性に優れ、単管用と同様程度の振動のし易さを確保し得る。
【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説明図である。
【図２】従来の自動車排気管用の継手装置の説明図である。
【符号の説明】
１  継手装置
２、３  排気管
４、５  枝管
６  二股排気管
７  球面継手
８  伸縮自在継手
【図１】
0003577813.tif 000002
【図２】
0003577813.tif 000003