(57)【要約】【課題】排気管同士を相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても相対移動可能に接続することが可能な管継手を提供する。【解決手段】管２０１、２０２同士を接近させる向きに弾性体１５３で弾力的に付勢するとともに、両管２０１、２０２の連結端部に互いに向き合わせて固定された環状の座体１１０、１２０の球面状の凹面１１１、１２１に環状のシール体１３０の球状の凸面１３１を弾性的に圧接させて両管２０１、２０２の接続部をシールする。両座体１１０、１２０とシール体１３０とが管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能であることにより、両管２０１、２０２の相対揺動及び管軸方向の相対移動を許容する。シール体１３０に両方の座体１１０、１２０から均等に力が加わるので、シール体１３０の片側のみに強い圧縮荷重が集中的に加わることによるシール体１３０の早期劣化を防止できる。【選択図】図１
2008095819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続する管継手において、
前記一方の管の外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、前記他方の管側に拡径して開いた球面状の凹面を有する環状の第一座体と、
前記他方の管の外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、第一座体の凹面と相補して球状の空間を形成する凹面を有する環状の第二座体と、
両座体の両凹面と全周に亘って同時に面接触する球面状の凸面を有し、且つ、両座体の両凹面により形成された前記球状の空間内に両凹面に対してその凸面を密接させて管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能に納められた環状のシール体と、
シール体を両座体に圧接させるべく両座体を互いに近づける方向に弾力的に付勢する付勢機構と、を備えたことを特徴とする管継手。
【請求項２】
一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続する管継手において、
前記一方の管の外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、前記他方の管側に拡径して開いた球面状の凹面を有する環状の第一座体と、
前記他方の管に隙間を持たせて環装され、且つ、第一座体の凹面と相補して球状の空間を形成する凹面を有する環状の第二座体と、
前記他方の管に全周に亘って気密性を保って環装されると共に両座体の両凹面と全周に亘って同時に面接触する球面状の凸面を有し、且つ、両座体の両凹面により形成された前記球状の空間内に両凹面に対してその凸面を密接させて管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能に納められた環状のシール体と、
前記シール体を両座体と接触する位置に保持するべく前記他方の管の外面に環装固定されたシール体ホルダと、
シール体を両座体に圧接させるべく両座体を互いに近づける方向に弾力的に付勢する付勢機構と、を備えたことを特徴とする管継手。
【請求項３】
前記シール体を第一座体側に付勢するべく前記シール体ホルダにコイルスプリングを環装したことを特徴とする請求項２記載の管継手。
【請求項４】
前記付勢機構は、
第一座体の開端部を外方に折り返すようにして形成された第一フランジ部と、
第二座体の開端部を外方に折り返すようにして第一フランジ部と対面させて形成された第二フランジ部と、
両フランジ同士を締着固定している締着部材と、を有し、
少なくとも一方の座体とそのフランジ部は弾性材からなり、
当該フランジ部には、両座体を互いに近づける方向に弾力的に付勢するべく当該弾性材を湾曲変形させてばね弾性を持たせた弾性部が形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の管継手。
【請求項５】
前記付勢機構は、
第一座体の開端部を外方に折り返すようにして形成されたフランジ部と、
その外周部が第一座体のフランジ部に固定されると共にその内周部が第二座体の開端部に全周に亘って係合することにより、第二座体を第一座体側に弾力的に付勢している弾性板とを備えたことを特徴とする請求項２又は３記載の管継手。
【請求項６】
前記両座体には、シール体の両端を当接させることによりシール体の管軸方向への移動を制限する当接部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の管継手。
【請求項７】
前記シール体には、前記両座体の開端部に当接することによりシール体の管軸方向への移動を制限する突起部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の管継手。
【請求項８】
前記シール体は、環状に形成された板金物であり、シール体の表面または前記両座体の両凹面には、シール体と両座体との相対的な摺動性を向上させるための皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の管継手。
【請求項９】
前記シール体は、第一座体の凹面に圧接したシール体要素と第二座体の凹面に圧接したシール体要素とからなり、
各シール体要素は、円柱体又は円筒体の両端を互いに連結した構造のリング状成形品であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用エンジンからの排気通路等を形成する上流側排気管と下流側排気管とを相互に接続する継手構造に関し、より詳細には、一方の管と他方の管とを相対的に揺動可能に接続する管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両用エンジンの排気系は、エンジンの排気ポートに接続された排気マニホールド（上流側排気管）とその下流側の排気管（下流側排気管）とが管継手を介して相互に接続されている。
【０００３】
この種の管継手は、多くの場合球面継手の構造を有し、排気マニホールドと排気管との相対的な揺動を可能にすることにより、排気系を流れる排気脈動に起因する振動や、路面からの衝撃に起因する振動や、車両走行に伴う各種慣性力に起因する曲げ応力などを吸収し軽減する機能を担っている。すなわち従来のこの種の管継手は、一方の管の端部に固定された球面状の凹面を有する座体と、他方の管の端部に固定された球面状の凸面を有するシール体とを備え、座体の凹面とシール体の凸面とを圧接させて摺動可能に接続することにより、両管が相対的に揺動できるようにしている。
【０００４】
従来の管継手におけるシール体は、一方の管の端部に固定された座体の凹面と圧接する側のみ球面状の凸面を有する略半球状の部材である。すなわち、一方の管側の端部は球面状の凸面になっているが、他方の管側の端部は管軸と直交する平坦な端面になっている。そして、そのシール体の平坦な端面が他方の管の外周に固定されたフランジの平坦面に圧接している。（特許文献１〜７参照）
このため、両管にこれらを相互に近接させる向きに力が加わると、前記他方の管の外周に固定されたフランジの平坦面と圧接しているシール体の平坦な端面には平均的に分散して力が加わるのに対し、座体の凹面と圧接しているシール体の球面状の凸面部には強い圧縮荷重が集中的に加わることになる。そして、この圧縮加重が管の振動に伴って繰り返しシール体に作用することにより、シール体の劣化が促進されてしまう。このことが管継手のシール性の劣化をはやめる要因になっていた。
【０００５】
また、従来の管継手は、座体の凹面とシール体の凸面との摺動により両管の相対揺動を許容する構造になっているが、座体とシール体との管軸方向における相対位置が固定されており、両管の管軸方向への相対移動の許容量が小さいため、管軸方向に発生する振動を吸収し軽減する能力は低い。
【特許文献１】特開平１−４０７８４号公報（図６）
【特許文献２】特開平２−２１５９１６号公報（第１１図）
【特許文献３】実開平５−４７３３６号公報（図５）
【特許文献４】特開２００３−４１９３２号公報（図１）
【特許文献５】特開２００３−８３４５３号公報（図１）
【特許文献６】特開２００３−３０１９７８号公報（図３）
【特許文献７】特開２００４−１０８２７０号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても両管を相対移動可能に接続することが可能であり、且つ耐久性に優れた管継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の管継手は以下のように構成される。
【０００８】
構成１：
一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続する管継手において、前記一方の管の外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、前記他方の管側に拡径して開いた球面状の凹面を有する環状の第一座体と、前記他方の管の外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、第一座体の凹面と相補して球状の空間を形成する凹面を有する環状の第二座体と、両座体の両凹面と全周に亘って同時に面接触する球面状の凸面を有し、且つ、両座体の両凹面により形成された前記球状の空間内に両凹面に対してその凸面を密接させて管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能に納められた環状のシール体と、シール体を両座体に圧接させるべく両座体を互いに近づける方向に弾力的に付勢する付勢機構と、を備えた管継手。
【０００９】
構成２：
一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続する管継手において、前記一方の管の外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、前記他方の管側に拡径して開いた球面状の凹面を有する環状の第一座体と、前記他方の管に隙間を持たせて環装され、且つ、第一座体の凹面と相補して球状の空間を形成する凹面を有する環状の第二座体と、前記他方の管に全周に亘って気密性を保って環装されると共に両座体の両凹面と全周に亘って同時に面接触する球面状の凸面を有し、且つ、両座体の両凹面により形成された前記球状の空間内に両凹面に対してその凸面を密接させて管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能に納められた環状のシール体と、前記シール体を両座体と接触する位置に保持するべく前記他方の管の外面に環装固定されたシール体ホルダと、シール体を両座体に圧接させるべく両座体を互いに近づける方向に弾力的に付勢する付勢機構と、を備えた管継手。
【００１０】
上記構成１及び構成２の管継手は、一方の管と他方の管とを両管の端面同士を接近させる向きに弾力的に付勢して連結するとともに、両管の連結端部に互いに向き合わせて固定された球面状の凹面を有する環状の座体の両凹面に環状のシール体の球状の凸面を密接させて両管の接続部をシールする。そして、座体とシール体とが管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能であることにより、両管の相対揺動を許容するとともに管軸方向における両管の相対移動を許容する。また、両座体のシール体との接触面が球面状の凹面になっており、シール体の両座体との接触面が球面状の凸面になっており、そして、両座体間にシール体が挟まれた状態になっているため、両管にこれらを相互に近接させる向きに力が加わった際、シール体に両方の座体から均等に力が加わることになる。したがって、シール体の片側のみに強い圧縮荷重が集中的に加わるという問題は生じない。
【００１１】
したがって、この管継手によれば、一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても両管を相対移動可能に接続することが可能であり、且つ高い耐久性を実現できる。特にシール体として、セラミック硝子成形品を使用することにより、従来得られなかった極めて高い耐久性が期待できる。
【００１２】
構成３：
構成２を前提とし、前記シール体を第一座体側に付勢するべく前記シール体ホルダにコイルスプリングを環装した管継手。
【００１３】
構成４：
構成２又は３を前提とし、前記付勢機構は、第一座体の開端部を外方に折り返すようにして形成された第一フランジ部と、第二座体の開端部を外方に折り返すようにして第一フランジ部と対面させて形成された第二フランジ部と、両フランジ同士を締着固定している締着部材と、を有し、少なくとも一方の座体とそのフランジ部は弾性材からなり、当該フランジ部には、両座体を互いに近づける方向に弾力的に付勢するべく当該弾性材を湾曲変形させてばね弾性を持たせた弾性部が形成されている管継手。
【００１４】
構成５：
構成２又は３を前提とし、前記付勢機構は、第一座体の開端部を外方に折り返すようにして形成されたフランジ部と、その外周部が第一座体のフランジ部に固定されると共にその内周部が第二座体の開端部に全周に亘って係合することにより、第二座体を第一座体側に弾力的に付勢している弾性板とを備えた管継手。
【００１５】
構成６：
構成１〜５のいずれかを前提とし、前記両座体には、シール体の両端を当接させることによりシール体の管軸方向への移動を制限する当接部が形成されている管継手。
【００１６】
構成７：
構成１〜５のいずれかを前提とし、前記シール体には、前記両座体の開端部に当接することによりシール体の管軸方向への移動を制限する突起部が形成されている管継手。
【００１７】
構成８：
構成１〜７のいずれかを前提とし、前記シール体は、環状に形成された板金物であり、シール体の表面または前記両座体の両凹面には、シール体と座体との相対的な摺動性（滑動性）を向上させるための皮膜または耐熱性を向上させるための皮膜が形成されている管継手。
【００１８】
構成９：
構成１〜７のいずれかを前提とし、前記シール体は、第一座体の凹面に圧接したシール体要素と第二座体の凹面に圧接したシール体要素とからなり、各シール体要素は、円柱体又は円筒体の両端を互いに連結した構造のリング状成形品である管継手。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の管継手によれば、一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても相対移動可能に両管を接続することが可能であるので、相対的揺動方向に発生する振動のみならず、管軸方向に発生する振動をも十分に吸収し軽減することができる。そして、シール体の片側のみに強い圧縮荷重が集中的に加わることによるシール体の早期劣化の問題を解消し、管継手の耐久性を飛躍的に高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２１】
［第１形態例］
図１は本発明にかかる管継手の第１形態例を示す部分断面図である。
【００２２】
この管継手１００は、下流側排気管（一方の管）２０１の端部に設けられた環状の第一座体１１０と、上流側排気管（他方の管）２０２の端部に設けられた環状の第二座体１２０と、両座体１１０、１２０間に納められた環状のシール体１３０と、両座体１１０、１２０を互いに近づける方向に弾力的に付勢する付勢機構１４０と、を備えて構成される。排気管２０１、２０２はエンジンに接続された排気系の一部を構成するものである。
【００２３】
第一座体１１０は、下流側排気管２０１の端部外面に全周に亘って気密に密着させて溶接固定されている。第一座体１１０は、上流側排気管２０２側に開いた球面状の凹面１１１を有している。第一座体１１０は、下流側排気管２０１の連結端２０１ａから拡径しつつ上流側排気管２０２側に突出している。
【００２４】
第二座体１２０は、上流側排気管２０２の端部外面に全周に亘って気密に密着させて溶接固定されている。第二座体１２０は、下流側排気管２０１側に開いた球面状の凹面１２１を有している。第二座体１２０は、上流側排気管２０２の連結端２０２ａから拡径しつつ下流側排気管２０１側に突出している。第二座体１２０の凹面１２１は、第一座体１１０の凹面１１１と相補して球状の空間Ｓを形成している。両座体１１０、１２０には、シール体１３０の両端１３２ａ、１３２ｂを当接させることによりシール体１３０の管軸方向への移動を制限する当接部１１５、１２５が形成されている。
【００２５】
シール体１３０は、両座体１１０、１２０の両凹面１１１、１２１と全周に亘って同時に面接触する球面状の凸面１３１を有する。シール体１３０は、両座体１１０、１２０の両凹面１１１、１２１により形成された球状の空間Ｓ内に両凹面１１１、１２１に対してその凸面１３１を弾性的に密接させて、両管２０１、２０２の管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能に納められている。シール体１３０の内面は円筒形状をなし、その内径寸法は両管２０１、２０２の内径寸法と略同寸に選定されている。シール体１３０は、両座体１１０、１２０間の中心位置に両管２０１、２０２と同軸的に自律的に位置決めされている。シール体１３０として、たとえばセラミック硝子成形品が使用される。
【００２６】
付勢機構１４０は、第一フランジ部１１４と、第二フランジ部１２４と、段付きボルト１５０と、コイルばね（弾性体）１５３とを備えている。第一フランジ部１１４は、第一座体１１０の開端部１１２を外方に折り返すようにして形成されている。第一フランジ部１１４には、周方向に沿って所々にボルト挿通孔１１３が形成されている。第二フランジ部１２４は、第二座体１２０の開端部１２２を外方に折り返すようにして第一フランジ部１１３と対面させて形成されている。第二フランジ部１２４には、第一フランジ部１１４のボルト挿通孔１１３と対応させて所々にボルト固定孔１２３が形成されている。段付きボルト１５０は、第一フランジ部１１３のボルト挿通孔１１３に下流側排気管２０１側から摺動及び揺動可能に挿入されている。そして、段付きボルト１５０の先端部に形成されたねじ部１５１が第二フランジ部１２４のボルト固定孔１２３に挿通され離脱しないように固定されている。コイルばね１５３は、両フランジ部１１４、１２４を互いに近づける方向に付勢するべく、段付きボルト１５０のヘッド部１５２と第一フランジ部１１４との間に設けられている。コイルばね１５３は、段付きボルト１５０を取り巻くようにして設けられている。
【００２７】
上記のように構成された管継手１００は、下流側排気管２０１と上流側排気管２０２とを両管２０１、２０２の連結端２０１ａ、２０２ａ同士を接近させる向きにコイルばねの力で弾力的に付勢しつつ連結するとともに、両管２０１、２０２の連結端部に互いに向き合わせて固定された球面状の凹面１１１、１２１を有する環状の座体１１０、１２０の両凹面１１１、１２１に環状のシール体１３０の球状の凸面１３１を弾性的に密接させて両管２０１、２０２の接続部をシールする。そして、座体１１０、１２０とシール体１３０とが管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能であることにより、両管２０１、２０２の相対揺動を許容するとともに管軸方向における両管２０１、２０２の相対移動を許容する。シール体１３０は、両座体１１０、１２０に対して管軸方向に相対移動するが、両座体１１０、１２０に当接部１１５、１２５が形成されているので、シール体１３０の管軸方向への過大な移動は防止される。また、両座体１１０、１２０のシール体１３０との接触面が球面状の凹面１１１、１２１になっており、シール体１３０の両座体１１０、１２０との接触面が球面状の凸面１３１になっており、そして、両座体１１０、１２０間にシール体１３０が挟まれた状態になっているため、両管２０１、２０２にこれらを相互に近接させる向きに力が加わった際、シール体１３０に両方の座体１１０、１２０から均等に力が加わることになる。したがって、シール体１３０の片側のみに強い圧縮荷重が集中的に加わるという問題は生じない。
【００２８】
したがって、この管継手１００によれば、下流側排気管２０１と下流側排気管２０２とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても両管２０１、２０２を相対移動可能に接続することが可能であり、且つ高い耐久性を実現できる。特にシール体１３０として、セラミック硝子成形品を使用することにより、従来得られなかった極めて高い耐久性が期待できる。
【００２９】
［第２形態例］
図２は本発明にかかる管継手の第２形態例を示す部分断面図である。図１に示した第１形態例と共通する構成要素については同じ符号が付けられている。
【００３０】
この管継手２５０のシール体２５５は、その内面が軸方向両端から中心部にかけて円弧状に膨出している。シール体２５５の軸方向中心部の内径は、両管２０１、２０２の内径とほぼ同径である。シール体２５５の両端部の内径は、両管２０１、２０２の内径よりも若干大きい。シール体２５５の外面には、軸方向中心部に環状の突起部２５６が形成されており、この突起部２５６が両座体１１０、１２０の開端部１１２、１２２に当接するようになっている。座体１１０、１２０には、図１の当接部１１５、１２５は形成されていない。
【００３１】
上記のように、シール体２５５の軸方向中心部の内径を両管２０１、２０２の内径とほぼ同径とし、両端部の内径を両管２０１、２０２の内径よりも若干大きく選定したことにより、両管２０１、２０２に対するシール体２５５の軸ずれ方向への相対変位による排気ガスの抵抗の増大を防止できる。
【００３２】
また、シール体２５５に突起部２５６が形成されていることにより、シール体２５５の管軸方向への移動許容範囲が両座体１１０、１２０間の隙間の大きさ程度に制限される。これにより、シール体２５５の過大変位によるシール性の低下を防止できる。
【００３３】
［第３形態例］
図３は本発明にかかる管継手の第３形態例を示す部分断面図である。図１に示した第１形態例と共通する構成要素については同じ符号が付けられている。
【００３４】
下流側排気管２０１の端部は拡径していて、その拡径部に上流側排気管２０２の端部が挿入されている。両管２０１、２０２は管継手３５０によって相対揺動可能且つ管軸方向に相対移動可能に接続されている。
【００３５】
この管継手３５０のシール体３６０は、環状に形成された板金物であり、シール体３６０の軸方向に沿った断面は、中心部が最も膨らんだ円弧状の断面になっている。シール体３６０は、両管２０１、２０２の接続部に非接触の状態を保って環装されている。シール体３６０の表面には、シール体３６０と座体１１０、１２０との滑り易さを確保するために皮膜３６１が形成されている。皮膜３６１は、カーボン、モリブデン等の耐熱材からなり、シール体３６０の耐熱性を向上させるための皮膜としても機能する。シール体３６０の板材として、エンジンのガスケット等に使われているカーボン系の皮膜を予めコーティングした製品を使用することも可能である。
【００３６】
［第４形態例］
図４は本発明にかかる管継手の第４形態例を示す部分断面図である。
【００３７】
この管継手４００は、下流側排気管２０１の端部に設けられた環状の第一座体４１０と、上流側排気管２０２の端部に設けられた環状の第二座体４２０と、両座体４１０、４２０間に納められた環状のシール体４３０と、シール体４３０を両座体４１０、４２０と接触する位置に保持するシール体ホルダ４４０と、両座体４１０、４２０を互いに近づける方向に弾力的に付勢する付勢機構４５０と、を備えて構成される。
【００３８】
第一座体４１０は、下流側排気管２０１の端部外面に全周に亘って気密に密着させて溶接固定されている。第一座体４１０は、上流側排気管２０２側に開いた球面状の凹面４１１を有している。第一座体４１０は、下流側排気管２０１の連結端２０１ａから拡径しつつ上流側排気管２０２側に突出し、上流側排気管２０２の端部を包囲している。
【００３９】
第二座体４２０は、上流側排気管２０２の端部に隙間を持たせて環装されている。第二座体４２０は、下流側排気管２０１側に開いた球面状の凹面４２１を有している。第二座体４２０の凹面４２１は、第一座体４１０の凹面４１１と相補して球状の空間Ｓを形成している。
【００４０】
シール体４３０は、両座体４１０、４２０の両凹面４１１、４２１と全周に亘って同時に面接触する球面状の凸面４３１を有する。シール体４３０は、両座体４１０、４２０の両凹面４１１、４２１により形成された球状の空間Ｓ内に両凹面４１１、４２１に対してその凸面４３１を弾性的に密接させて、両座体４１０、４２０に対し管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能に納められている。シール体４３０の内面は円筒形状をなしている。シール体４３０として、たとえばセラミック硝子成形品が使用される。
【００４１】
シール体ホルダ４４０は、上流側排気管２０２の端部外面に気密に環装固定された筒状の部材である。シール体４３０は、シール体ホルダ４４０に内面全体を気密に密接させて環装されている。シール体ホルダ４４０には、管軸方向に互いに離間させて外方に向けて折り返し部４４１ａ、４４１ｂが形成されており、両折り返し部４４１ａ、４４１ｂがシール体４３０の両端部にそれぞれ係合することにより、上流側排気管２０２に対するシール体４３０の移動が阻止されている。
【００４２】
付勢機構４５０は、第一フランジ部４５１と、第二フランジ部４５２と、段付きボルト４５３と、コイルばね（弾性体）４５４とを備えている。第一フランジ部４５１は、第一座体４１０の開端部４１２を外方に折り返すようにして形成されている。第一フランジ部４５１には、周方向に沿って所々にボルト固定孔４５５が形成されている。第二フランジ部４５２は、第二座体４２０の開端部４２２を外方に折り返すようにして第一フランジ部４５１と対面させて形成されている。第二フランジ部４５２には、第一フランジ部４５１のボルト固定孔４５５と対応させて所々にボルト挿通孔４５６が形成されている。段付きボルト４５３は、第二フランジ部４５２のボルト挿通孔４５６に上流側排気管２０２側から摺動及び揺動可能に挿入されている。そして、段付きボルト４５３の先端部に形成されたねじ部４５７が第一フランジ部４５１のボルト固定孔４５５に挿通され離脱しないように固定されている。コイルばね４５４は、両フランジ部４５１、４５２を互いに近づける方向に付勢するべく、段付きボルト４５３のヘッド部４５８と第二フランジ部４５２との間に設けられている。コイルばね４５４は、段付きボルト４５３を取り巻くようにして設けられている。
【００４３】
上記のように構成された管継手４００は、下流側排気管２０１と上流側排気管２０２とを両管２０１、２０２の連結端２０１ａ、２０２ａ同士を接近させる向きにコイルばね４５４の力で弾力的に付勢しつつ連結するとともに、両管２０１、２０２の連結端部に互いに向き合わせて固定された球面状の凹面４１１、４２１を有する環状の座体４１０、４２０の両凹面４１１、４２１に環状のシール体４３０の球状の凸面４３１を弾性的に密接させて両管２０１、２０２の接続部をシールする。そして、座体４１０、４２０とシール体４３０とが管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能であることにより、両管２０１、２０２の相対揺動を許容するとともに管軸方向における両管２０１、２０２の相対移動を許容する。また、両座体４１０、４２０のシール体４３０との接触面が球面状の凹面４１１、４２１になっており、シール体４３０の両座体４１０、４２０との接触面が球面状の凸面４３１になっており、そして、両座体４１０、４２０間にシール体４３０が挟まれた状態になっているため、両管２０１、２０２にこれらを相互に近接させる向きに力が加わった際、シール体４３０に両方の座体４１０、４２０から均等に力が加わることになる。したがって、シール体４３０の片側のみに強い圧縮荷重が集中的に加わるという問題は生じない。
【００４４】
したがって、この管継手４００によれば、下流側排気管２０１と下流側排気管２０２とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても両管２０１、２０２を相対移動可能に接続することが可能であり、且つ高い耐久性を実現できる。特にシール体４３０として、セラミック硝子成形品を使用することにより、従来得られなかった極めて高い耐久性が期待できる。
【００４５】
［第５形態例］
図５は本発明にかかる管継手の第５形態例を示す部分断面図、図６は第５形態例における第二座体の斜視図である。図４に示した第４形態例と共通する構成要素については同じ符号が付けられている。
【００４６】
この管継手５００の付勢機構５５０は、第一座体４１０の開端部４１２を外方に折り返すようにして形成された第一フランジ部４５１と、第二座体４２０の開端部４２２を部分的に外方に延出させて第一フランジ部４５１と対面させて形成された耳状の第二フランジ部５６０と、両フランジ部４５１、５６０同士を締着固定しているボルト（締着部材）５６１とを備えている。第二座体４２０及び第二フランジ部５６０は、第一座体４１０及び第一フランジ部４５１を構成している金属板材よりも薄厚の金属板材からなる。第二フランジ部５６０は、第二座体４２０の開端部４２２の少なくとも二箇所に、第二座体４２０の中心軸線に関して回転対象となるように形成される。この例では、上下二箇所に形成されている。各第二フランジ部５６０には、第一フランジ部４５１のボルト固定孔４５５と対応するボルト挿通孔５６２が形成されていて、ボルト５６１が第二フランジ部５６０側からボルト挿通孔５６２及びボルト固定孔４５５に挿通されている。そして、ボルト５６１のねじ部５６３にナット５６４を螺合させて締め付けることにより、両フランジ部４５１、５６０の外周部同士が強固に密着させて固定されている。ナット５６４は第一フランジ部４５１に溶接されている。
【００４７】
第二フランジ部５６０には、両座体４１０、４２０を互いに近づける方向に弾力的に付勢するべく弾性部５６５が形成されている。弾性部５６５は、第二フランジ部５６０を構成する金属板を弾性変形させて湾曲させることにより形成されたものであり、この弾性部５６５が形成されていることにより、第二フランジ部５６０は両管２０１、２０２の管軸方向に伸縮可能であり且つ相対揺動方向に変形可能になっている。
【００４８】
上記のように構成された管継手５００は、下流側排気管２０１と上流側排気管２０２とを両管２０１、２０２の連結端２０１ａ、２０２ａ同士を接近させる向きに第二フランジ部５６０の弾性部５６５の力で弾力的に付勢しつつ連結するとともに、両管２０１、２０２の連結端部に互いに向き合わせて固定された球面状の凹面４１１、４２１を有する環状の座体４１０、４２０の両凹面４１１、４２１に環状のシール体４３０の球状の凸面４３１を弾性的に密接させて両管２０１、２０２の接続部をシールする。そして、座体４１０、４２０とシール体４３０とが管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能であり、第二フランジ部５６０が両管２０１、２０２の管軸方向に伸縮可能であり且つ相対揺動方向に変形可能あることにより、両管２０１、２０２の相対揺動を許容するとともに管軸方向における両管２０１、２０２の相対移動を許容する。また、両座体４１０、４２０のシール体４３０との接触面が球面状の凹面４１１、４２１になっており、シール体４３０の両座体４１０、４２０との接触面が球面状の凸面４３１になっており、そして、両座体４１０、４２０間にシール体４３０が挟まれた状態になっているため、両管２０１、２０２にこれらを相互に近接させる向きに力が加わった際、シール体４３０に両方の座体４１０、４２０から均等に力が加わることになる。したがって、シール体４３０の片側のみに強い圧縮荷重が集中的に加わるという問題は生じない。
【００４９】
したがって、この管継手５００によっても、下流側排気管２０１と下流側排気管２０２とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても両管２０１、２０２を相対移動可能に接続することが可能であり、且つ高い耐久性を実現できる。
【００５０】
［第６形態例］
図７は本発明にかかる管継手の第６形態例を示す部分断面図である。図４及び図５に示した第４及び第５形態例と共通する構成要素については同じ符号が付けられている。
【００５１】
この管継手６００の付勢機構６５０は、第一座体４１０の開端部を外方に折り返すようにして形成されたフランジ部４５１と、その外周部が第一座体４１０のフランジ部４５１に固定されると共にその内周部６７１が第二座体６６０の開端部６６１に全周に亘って係合することにより、第二座体６６０を第一座体４１０側に弾力的に付勢している環状の弾性板６７０とを備えている。
【００５２】
第二座体６６０は、上流側排気管２０２の端部に隙間を持たせて環装されている。第二座体６６０は、下流側排気管２０１側に開いた球面状の凹面６６２を有している。第二座体６６０の凹面６６２は、第一座体４１０の凹面４１１と相補して球状の空間Ｓを形成している。第二座体６６０の開端部６６１は上流側に円弧状に折り返されており、この折り返された部分に弾性板６７０の内周部６７１が係合している。
【００５３】
弾性板６７０には、フランジ部４５１のボルト固定孔４５５と対応させて所々にボルト挿通孔６７２が形成されていて、ボルト５６１が弾性板６７０側からボルト挿通孔６７２及びボルト固定孔４５５に挿通されている。そして、ボルト５６１のねじ部５６３にナット５６４を螺合させて締め付けることにより、フランジ部４５１と弾性板６７０の外周部同士が強固に密着させて固定されている。ナット５６４はフランジ部４５１に溶接されている。弾性板６７０は、環状の金属板を弾性変形させて湾曲させることにより形成され、両管２０１、２０２の管軸方向に伸縮可能であり且つ相対揺動方向に変形可能になっている。
【００５４】
上記のように構成された管継手６００は、下流側排気管２０１と上流側排気管２０２とを両管２０１、２０２の連結端２０１ａ、２０２ａ同士を接近させる向きに弾性板６７０の力で弾力的に付勢しつつ連結するとともに、両管２０１、２０２の連結端部に互いに向き合わせて固定された球面状の凹面４１１、６６２を有する環状の座体４１０、６６０の両凹面４１１、６６２に環状のシール体４３０の球状の凸面４３１を弾性的に密接させて両管２０１、２０２の接続部をシールする。そして、座体４１０、６６０とシール体４３０とが管軸方向及び相対揺動方向に摺動可能であり、弾性板６７０が両管２０１、２０２の管軸方向に伸縮可能であり且つ相対揺動方向に変形可能であることにより、両管２０１、２０２の相対揺動を許容するとともに管軸方向における両管２０１、２０２の相対移動を許容する。また、両座体４１０、６６０のシール体４３０との接触面が球面状の凹面４１１、６６２になっており、シール体４３０の両座体４１０、６６０との接触面が球面状の凸面４３１になっており、そして、両座体４１０、６６０間にシール体４３０が挟まれた状態になっているため、両管２０１、２０２にこれらを相互に近接させる向きに力が加わった際、シール体４３０に両方の座体４１０、６６０から均等に力が加わることになる。したがって、シール体４３０の片側のみに強い圧縮荷重が集中的に加わるという問題は生じない。
【００５５】
したがって、この管継手６００によっても、下流側排気管２０１と下流側排気管２０２とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても両管２０１、２０２を相対移動可能に接続することが可能であり、且つ高い耐久性を実現できる。
【００５６】
［第７形態例］
図８は本発明にかかる管継手の第７形態例を示す部分断面図である。図４に示した第４形態例と共通する構成要素については同じ符号が付けられている。
【００５７】
この管継手７００は、図４の管継手４００の構成を基本にして、シール体ホルダ４４０の折り返し部４４１ａ、４４１ｂの間隔を大きくし、シール体４３０をシール体ホルダ４４０に対して気密状態を保ちつつ管軸方向に摺動可能に環装するとともに、シール体４３０を第一座体４１０側に付勢するべくシール体ホルダ４４０にコイルスプリング７１０を環装したものである。シール体４３０が管軸方向に摺動可能であることにより、両管２０１、２０２の管軸方向への相対移動を図４の管継手４００よりも大きく許容することができる。
【００５８】
［第８形態例］
図９は本発明にかかる管継手の第８形態例を示す部分断面図である。図４に示した第４形態例と共通する構成要素については同じ符号が付けられている。
【００５９】
この管継手８００のシール体８１０は、環状に形成された板金物である。シール体８１０の軸方向の両端縁部は外側に円弧状に大きく折り返されており、これら折り返し部によって、両座体４１０、４２０の球面状の凹面４１１、４２１と圧接する球面状の凸面８１１が形成されている。シール体８１０の凸面８１１側の表面には、シール体８１０と座体４１０、４２０との滑り易さを確保するために皮膜８１２が形成されている。皮膜８１２は、カーボン、モリブデン等の耐熱材からなり、シール体８１０の耐熱性を向上させるための皮膜としても機能する。シール体８１０の板材として、エンジンのガスケット等に使われているカーボン系の皮膜を予めコーティングした製品を使用することも可能である。
【００６０】
［第９形態例］
図１０は本発明にかかる管継手の第９形態例を示す部分断面図である。図４に示した第４形態例と共通する構成要素については同じ符号が付けられている。
【００６１】
この管継手９００のシール体９１０は、第一座体４１０の凹面４１１に圧接したシール体要素９１０Ａと第二座体４２０の凹面４２１に圧接したシール体要素９１０Ｂとからなる。シール体要素９１０Ａ、９１０Ｂは、円柱体の両端を互いに連結した構造のリング状成形品である。
【００６２】
上流側排気管２０２には、シール体要素９１０Ａ、９１０Ｂを座体４１０、４２０と接触する位置に保持するシール体ホルダ９２０が気密に環装されている。シール体ホルダ９２０には段部９２１が形成されており、この段部９２１が介在することにより両シール体要素９１０Ａ、９１０Ｂ間の距離が一定に保たれている。
【００６３】
図１１はシール体要素９１０Ａ、９１０Ｂの別の形態例を示す部分断面図である。このシール体要素９１０Ａ、９１０Ｂは、板材を略Ｃ字形状に塑性加工してなる中空管９１１の両端を互いに連結した構造（中空構造）のリング状成形品である。中空管９１１の表面には、シール体要素９１０Ａ、９１０Ｂと座体４１０、４２０との滑りを向上させるための皮膜９１２が形成されている。皮膜９１２は、シール体要素９１０Ａ、９１０Ｂの耐熱性を向上させるための皮膜としても機能する。このように、中空構造のシール体要素９１０Ａ、９１０Ｂを使用することにより、管継手を軽量化することができる。
【００６４】
シール体要素９１０Ａ、９１０Ｂとして、反発復元性を有するメッシュ体を板金物で巻いてその両端を互いに連結した構造のリング状成形品や、メッシュ体の代わりに繊維集合体を板金物で巻いてその両端を互いに連結した構造のリング状成形品を使用してもよい。
【００６５】
なお、以上の形態例では、皮膜をシール体の表面に形成したが、座体の凹面に皮膜を形成してもよい。
【００６６】
また、第５形態例では、第二座体４２０の開端部４２２に耳状の第二フランジ部５６０を上下二箇所に形成した例を示したが、第二座体４２０の開端部４２２を外方に折り曲げるようにして円環状の第二フランジ部５６０を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明にかかる管継手の第１形態例を示す部分断面図
【図２】本発明にかかる管継手の第２形態例を示す部分断面図
【図３】本発明にかかる管継手の第３形態例を示す部分断面図
【図４】本発明にかかる管継手の第４形態例を示す部分断面図
【図５】本発明にかかる管継手の第５形態例を示す部分断面図
【図６】第５形態例における第二座体の斜視図
【図７】本発明にかかる管継手の第６形態例を示す要部平面図
【図８】本発明にかかる管継手の第７形態例を示す部分断面図
【図９】本発明にかかる管継手の第８形態例を示す部分断面図
【図１０】本発明にかかる管継手の第９形態例を示す部分断面図
【図１１】シール体要素の別の形態例を示す部分断面図
【符号の説明】
【００６８】
１００  管継手
１１０  第一座体
１１１  凹面
１１２  開端部
１１３  ボルト挿通孔
１１４  第一フランジ部
１１５  当接部
１２０  第二座体
１２１  凹面
１２２  開端部
１２３  ボルト固定孔
１２４  第二フランジ部
１２５  当接部
１３０  シール体
１３１  凸面
１４０  付勢機構
１５０  段付きボルト
１５３  コイルばね（弾性体）
２０１  下流側排気管（一方の管）
２０１ａ  連結端
２０２  上流側排気管（他方の管）
２０２ａ  連結端
２５０  管継手
２５５  シール体
２５６  突起部
３５０  管継手
３６０  シール体
３６１  皮膜
４００  管継手
４１０  第一座体
４１１  凹面
４２０  第二座体
４２１  凹面
４３０  シール体
４３１  凸面
４４０  シール体ホルダ
４５０  付勢機構
４５１  第一フランジ部
４５２  第二フランジ部
４５３  段付きボルト
４５４  コイルばね（弾性体）
４５５  ボルト固定孔
４５６  ボルト挿通孔
５００  管継手
５５０  付勢機構
５６０  第二フランジ部
５６１  ボルト（締着部材）
５６２  ボルト挿通孔
５６５  弾性部
６００  管継手
６５０  付勢機構
６６０  第二座体
６６１  開端部
６６２  凹面
６７０  弾性板
６７１  内周部
６７２  ボルト挿通孔
７００  管継手
７１０  コイルスプリング
８００  管継手
８１０  シール体
８１１  凸面
８１２  皮膜
９００  管継手
９１０  シール体
９１０Ａ  シール体要素
９１０Ｂ  シール体要素
９２０  シール体ホルダ
Ｓ  球状の空間
【図１】
2008095819.tif 000003
【図２】
2008095819.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008095819.tif 000009
【図８】
2008095819.tif 000010
【図９】
2008095819.tif 000011
【図１０】
2008095819.tif 000012
【図１１】
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