(57)【要約】【課題】微少な振動を吸収することが可能な管継手を提供する。【解決手段】本発明の管継手は、一方の管２０１の外周面に、他方の管側に拡径して開いた凹球面１１１を有する環状の第一座体１１０と、他方の管２０２の外周面に、前記凹球面１１１に対向させて設けられた凸球面１２１を有する環状の第二座体１２０と、凹球面１１１と凸球面１２１とに挟持された複数の球状部材１５０と、複数の球状部材１５０相互の周方向の位置関係を保つべく、複数の球状部材１５０を一括保持する環装部材１３０と、第一座体１１０と第二座体１２０の間をシールすべく、凹球面１１１と凸球面１２１との間で、かつ、前記球状部材よりも径方向内側に納められた環状のシール体１６０と、一方の管２０１と他方の管２０２を相対揺動可能に接続し、第一座体１１０と第二座体１２０を管軸方向に互いに近づけるべく付勢する付勢機構１４０と、を備えた。【選択図】図１
2008196546.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、
前記一方の管の外周面に固定され、前記他方の管側に拡径して開いた凹球面を有する環状の第一座体と、
前記他方の管の外周面に固定され、前記一方の管側に突出し、かつ、前記凹球面に対向させて設けられた凸球面を有する環状の第二座体と、
前記一方の管と前記他方の管の相対揺動を円滑にすべく、前記凹球面と前記凸球面とに挟持された複数の球状部材と、
前記第一座体と前記第二座体との間に環装される部材であって、前記複数の球状部材相互の周方向の位置関係を保つべく、前記複数の球状部材を一括保持する環装部材と、
前記第一座体と前記第二座体の間をシールすべく、前記凹球面と前記凸球面との間で、かつ、前記球状部材よりも径方向内側に納められた環状のシール体と、
前記一方の管と前記他方の管を相対揺動可能に接続し、前記第一座体と前記第二座体を管軸方向に互いに近づけるべく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】
前記球状部材を３個以上備えたことを特徴とする請求項１記載の管継手。
【請求項３】
前記第一座体または前記第二座体からの前記環装部材の移動を制限するための環装部材保持機構を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の管継手。
【請求項４】
前記シール体が前記他方の管の端部又は前記第二座体に全周に亘って気密に密着して固定されたシール体収容部材に収容されることで固定され、前記第一座体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の管継手。
【請求項５】
前記シール体が前記環装部材の内周端部に固定され、前記第一座体と前記第二座体の両方に対して全周に亘って同時に接触しており、反発復元性を有することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の管継手。
【請求項６】
前記球状部材が、シリコン窒化物製セラミックボールであることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の管継手。
【請求項７】
前記両座体の間に形成される空間内に、異物が侵入するのを防止すべく前記第一座体または前記第二座体と一体となったカバー部が設けられたことを特徴とする、請求項１〜６いずれかに記載の管継手。
【請求項８】
前記付勢機構は、前記第二座体の前記凸球面から延設された第二フランジ部と、
前記第二フランジ部に外周部が固定された環状の弾性板と、を備え、
前記弾性板の内周部が、前記第一座体を前記一方の管側から前記他方の管側に付勢し、かつ、前記第一座体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１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下流側排気管と上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。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（たとえば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−４１９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１のような従来の管継手においては、シール体の球面とフランジとの摺動により相対揺動を可能とする構成となっていたが、このような管継手は、継手部分のシールのために強固なスプリングを使用することにより、十分な摺動性が得られず、特に微少な振動を吸収することができずに、異常音発生などの原因になってしまうことがあった。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、微少な振動を吸収することを可能とする新規構造を有する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】
【０００６】
本発明者は、従来のシール体による摺動により揺動を許容する構造に代えて、シール体とは別に揺動を円滑にすべく新たな部材を設けることにより上記課題を解決した。本発明の管継手は、具体的には以下のように構成される。
【０００７】
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、
前記一方の管の外周面に固定され、前記他方の管側に拡径して開いた凹球面を有する環状の第一座体と、前記他方の管の外周面に固定され、前記一方の管側に突出し、かつ、前記凹球面に対向させて設けられた凸球面を有する環状の第二座体と、前記一方の管と前記他方の管の相対揺動を円滑にすべく、前記凹球面と前記凸球面とに挟持された複数の球状部材と、前記第一座体と前記第二座体との間に環装される部材であって、前記複数の球状部材相互の周方向の位置関係を保つべく、前記複数の球状部材を一括保持する環装部材と、前記第一座体と前記第二座体間をシールすべく、前記凹球面と前記凸球面との間で、かつ、前記球状部材よりも径方向内側に納められた環状のシール体と、前記一方の管と前記他方の管を相対揺動可能に接続し、前記第一座体と前記第二座体を管軸方向に互いに近づけるべく付勢する付勢機構と、を備えたことを特徴とする管継手。
【０００８】
構成２：
構成１を前提として、前記球状部材を３個以上備えたことを特徴とする管継手。
【０００９】
構成３：
構成１または２を前提とし、前記第一座体または前記第二座体からの前記環装部材の移動を制限するための環装部材保持機構を備えたことを特徴とする管継手。
【００１０】
構成４：
構成１〜３いずれかを前提とし、前記シール体が前記他方の管の端部又は前記第二座体に全周に亘って気密に密着して固定されたシール体収容部材に収容されることで、前記第一座体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とする管継手。
【００１１】
構成５：
構成１〜構成３いずれかを前提とし、前記シール体が前記環装部材の内周端部に固定され、前記第一座体と前記第二座体の両方に対して全周に亘って同時に接触しており、反発復元性を有することを特徴とする管継手。
【００１２】
構成６：
構成１〜構成５いずれかを前提とし、前記球状部材が、シリコン窒化物製セラミックボールであることを特徴とする管継手。
【００１３】
構成７：
構成１〜構成６いずれかを前提とし、前記両座体の間に形成される空間内に、異物が侵入するのを防止すべく前記第一座体または前記第二座体と一体となったカバー部が設けられたことを特徴とする管継手。
【００１４】
構成８：
構成１を前提とし、前記付勢機構は、前記第二座体の前記凸球面から延設された第二フランジ部と、前記第二フランジ部に外周部が固定された環状の弾性板と、を備え、前記弾性板の内周部が、前記第一座体を前記一方の管側から前記他方の管側に付勢し、かつ、前記第一座体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とする管継手。
【発明の効果】
【００１５】
上記の構成の管継手によれば、微少な振動を吸収することが可能で、これにより異常音発生などを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明を、図面を参照しながら、実施形態に即して詳細に説明する。
【００１７】
［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。図２は、図１の管継手を下流側排気管方向から見た部分図であり、環装部材１３０を説明するための図である。図２において、第二座体１２０は部分的に破断されて描かれている。
【００１８】
この管継手１００は、上流側排気管（一方の管）２０１の端部に設けられた環状の第一座体１１０と、下流側排気管（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との間に挟持された球状部材１５０と、両座体１１０、１２０との間に環装された環装部材１３０、両座体１１０、１２０間に納められた環状のシール体１６０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。また、本例では下流側排気管２０２の端部は拡径しており、上流側排気管２０１の端部を収容する形状となっている。
【００１９】
第一座体１１０は、上流側排気管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、下流側排気管２０２側に開いた球面状の凹球面１１１を有している。第一座体１１０は、凹球面１１１から延設された部材であって、そ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１１４を有している。フランジ部１１４は、周方向２カ所に設けられている。さらに第一座体は、第一座体から延設されたカバー部１１７を有している。カバー部１１７は、第一座体１１０と第二座体１２０とによって形成される空間内に、水、泥などの異物が侵入するのを防止するために設けられており、その端部は相対揺動を許容する隙間を隔てて第二座体１２０の端部を全周に亘って覆うように設けられている。
【００２０】
第二座体１２０は、下流側排気管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、凹球面１１１と対応して、上流側排気管２０１側に突出した球面状の凸球面１２１を有している。第二座体１２０は、第一座体のフランジ部１１４に対面して形成されたフランジ部１２４を有している。
【００２１】
球状部材１５０は、両座体１１０、１２０の凹面１１１と凸球面１２１に挟持されている。球状部材１５０としては、特に制限はないが、好ましくはステンレス鋼球、セラミックボールなどが使用され、より好ましくはシリコン窒化物製セラミックボールを使用する。シリコン窒化物製セラミックボールは硬質、かつ軽量であり耐久性にも優れており、円滑性により微少な振動も吸収しやすい。また、ボールとフランジの材質が異なることによりマイクロピット（微少な凹凸）の発生を防ぐことができ、性能が長期に亘って維持できる。
【００２２】
環装部材１３０は、両座体１１０、１２０の間に環装されている。環装部材１３０は、両座体と同様の板状の部材（ステンレス製あるいはセラミック製）を成型してなり、凹球面１１１と凸球面１２１との間に環装されるように、球面状の凹面１３１と、凹面１３１の開端部を外方に折り返すようにフランジ部１１４と対面するように形成された折り返し部１３４を有している。凹面１３１には周方向複数の箇所に、球状部材１５０を保持するための球状部材保持孔１３５が形成されている。本実施形態では、環装部材１３０は、第二座体１２０（すなわち下流側排気管２０２）との相対的な位置関係を保持するため、保持部材１７０（弾性体）によって第二座体のフランジ部１２４に接続されている。また、これにより、管継手の作製段階において、環装部材１３０の位置決めが容易になる。保持部材１７０は、ステンレス製の棒状部材を所望の形に成形して作られるものであり、本例ではその両端部がフランジ部１２４に設けられた２つの（計４つ）保持部材係合孔１２５に係合されるとともに、その中央部が環装部材１３０に設けられた保持部材係合孔１３５に係合する形状となっている。
【００２３】
シール体１６０は、下流側排気管２０１あるいは凸球面１２１に全周に亘って気密に環装固定されたシール体収容部材１６２に収容することで第二座体１２０側に固定され、第一座体１１０に対して摺動可能に設けられている。このようなシール体１６０の材料としては、たとえば無機質充填剤や炭化材などにて構成された耐熱シール材、ステンレス金網圧縮品もしくはステンレス金網圧縮品と耐熱樹脂との混合材などが使用される。
【００２４】
付勢機構１４０は、第一座体１１０のフランジ部１１４と、第二座体１２０のフランジ部１２４と段付きボルト１４１と、ナット１４４、コイルばね（弾性体）１４３からなる。フランジ部１１４には、それぞれ一箇所にボルト固定孔１１３が形成されている。第二フランジ部１２４には、第一フランジ部１１４のボルト固定孔１１３と対応させてボルト挿通孔１２３が形成されている。環装部材１３０の折り返し部１３４には、第一フランジ部１１４のボルト固定孔１１３と対応させてボルト挿通孔１３３が形成されている。段付きボルト１４１は、フランジ部１２４および折り返し部１３４のボルト挿通孔１２３および１３３に下流側排気管２０２側から挿入され、先端部に形成されたねじ部が第一座体部１１４のボルト固定孔１１３に挿通され離脱しないようにナット１４４に固定されることで、上流側排気管２０１と下流側排気管２０２を接続する。また、ボルト挿通孔１２３とボルト挿通孔１３３は段付きボルト１４１の径に対して余裕を持って形成されており、上流側排気管２０１と下流側排気管２０２の相対揺動を許容する構造となっている。コイルばね１４３は、段付きボルト１４１を取り巻くようにして設けられており、両管２０１、２０２を互いに接近させるとともに、シール体１６０を第一座体１１０に圧接させてシール性を維持する。
【００２５】
上記のように構成された管継手１００は、上流側排気管２０１と下流側排気管２０２と両管２０１、２０２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、相対揺動可能に接続し、シール体１６０と凹面１１１を圧接させて両管２０１、２０２の接続部をシールする。そして、球状部材１５０と両座体１１０、１２０とが円滑に摺動することにより微少な振動を許容する。
【００２６】
したがって、この管継手１００によれば、たとえば上流側排気管２０１あるいは下流側排気管２０２から微少な振動が伝わったとしても、球状部材１５０が円滑に摺動することにより揺動が許容されるため、他方の管側に伝わりにくい。すなわち、特許文献１のような従来技術のように、シール体による摺動面は小さく、これにより、摺動性が向上することで、より微少な振動を吸収することができ、異常音発生などを抑制することが可能となる。
【００２７】
［第２形態例］
図３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４は、図３の管継手を下流側排気管方向から見た図であり、環装部材１３０を説明するための図である。図２において、第二座体１２０、コイルバネ１４３、およびボルトヘッド部などは適宜省略して描かれている。また、図１の管継手と共通する名称の部材に関しては同じ符号が付されている。
【００２８】
この管継手２００において、環装部材１３０、付勢機構１４０および保持部材１７０以外の構成は、管継手１００と同様である。
【００２９】
環装部材１３０は、両座体と同様の板状の部材を成型してなり、凹球面１１１と凸球面１２１との間に環装されるように、球面状の凹面１３１からなる。凹面１３１には周方向複数の箇所に、球状部材１５０を保持するための球状部材保持孔１３５が形成されており、球状部材１５０を嵌合保持する。また、本例では、環装部材１３０は、保持部材１７０によって、シール体収容部材１６２と接続されている。保持部材１７０は、ステンレス製の棒状部材を所望の形に成形して作られるものであり、本例ではその両端部がシール体収容部材１６２に固定されるとともに、その中央部が環装部材１３０に設けられた２つの保持部材係合孔１３６に係合する形状となっている。これにより、本実施形態では、第二座体１２０（下流側排気管２０２）と環装部材１３０との相対位置が保持され、管継手の作製が容易になる。
【００３０】
付勢機構１４０は、第一座体１１０のフランジ部１１４と、第二座体１２０のフランジ部１２４と段付きボルト１４１と、ナット１４４、コイルばね（弾性体）１４３からなる。フランジ部１１４には、それぞれ一箇所にボルト固定孔１１３が形成されている。第二フランジ部１２４には、フランジ部１１４のボルト固定孔１１３と対応させてボルト挿通孔１２３が形成されている。段付きボルト１４１は、フランジ部１２４のボルト挿通孔１１３に下流側排気管２０２側から挿入され、先端部に形成されたねじ部がフランジ部１１４のボルト固定孔１１３に挿通され離脱しないようにナット１４４に固定されることで、上流側排気管２０１と下流側排気管２０２を接続する。また、ボルト挿通孔１２３は段付きボルト１４１の径に対して余裕を持って形成されており、上流側排気管２０１と下流側排気管２０２の相対揺動を許容する構造となっている。コイルばね１４３は、段付きボルト１４１を取り巻くようにして設けられており、両管２０１、２０２を互いに接近させるとともに、シール体１６０を第一座体１１０に圧接させてシール性を維持する。
【００３１】
上記のように構成された管継手２００によれば、第一形態例に係る管継手と同様な効果を奏し、微少な振動を吸収することができ、異常音発生などを抑制することが可能となる。
【００３２】
［第３形態例］
図５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。また、図１の管継手と共通する名称の部材に関しては同じ符号が付されている。
【００３３】
この管継手３００において、シール体１６０および保持部材１７０以外の構成は、管継手２００と同様である。
【００３４】
シール体１６０は、下流側排気管２０２あるいは凸球面１２１に全周に亘って気密に環装固定されたシール体収容部材１６２に収容されている。シール体１６０は、第一座体１１０に対して摺動可能に設けられるとともに、シール体収容部材１６２に対して、管軸方向に摺動可能に設けられている。また、シール体１６０は、保持部材１７０によって環装部材１３０と接続されている。この接続手法に関しては、管継手２００においてシール体収容部材１６２と環装部材１３０との接続手法と同様である。これにより、環装部材１３０の相対的位置も保持されるとともに、シール体１６０が保持部材によって第一座体１１０とシール体収容部材１６２に対して圧接されるためシール性が維持される。また、下流側排気管２０２と環装部材１３０との相対位置が保持されるため、管継手の作製が容易になる。
【００３５】
上記のように構成された管継手３００によれば、シール体１６０の管軸方向の移動が許容され、第一形態例、第二形態例に係る管継手と比較して、さらに微少な振動を吸収することができる。
【００３６】
［第４形態例］
図６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。また、図１の管継手と共通する名称の部材に関しては同じ符号が付されている。
この管継手４００は、下流側排気管（一方の管）２０２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）２０１の端部に設けられた環状の第二座体１２０と、両座体１１０、１２０との間に挟持された球状部材１５０と、両座体１１０、１２０との間に環装された環装部材１３０、両座体１１０、１２０間に納められた環状のシール体１６０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。また、本例では下流側排気管２０２の端部は拡径しており、上流側排気管２０１の端部を収容する形状となっている。
【００３７】
第一座体１１０は、下流側排気管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。第一座体１１０は、上流側排気管２０１側に開いた球面状の凹球面１１１を有している。第一座体１１０は、凹球面１１１から延設された部材であって、そ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１１４を有している。フランジ部１１４は、周方向２カ所に設けられている。
【００３８】
第二座体１２０は、上流側排気管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。第二座体１２０は、凹球面１１１と対応して、下流側排気管２０２側に突出した球面状の凸球面１２１を有している。第二座体１２０は、第一座体のフランジ部１１４に対面して形成されたフランジ部１２４を有している。さらに第二座体は、第二フランジ部から延設されたカバー部１２７を有している。カバー部１２７は、第一座体１１０と第二座体１２０とによって形成される空間内に、水、泥などの異物が侵入するのを防止するために設けられており、その端部は相対揺動を許容する隙間を隔てて第一座体１１０の端部を全周に亘って覆うように設けられている。
【００３９】
球状部材１５０は、両座体１１０、１２０の凹球面１１１と凸球面１２１に挟持されている。
【００４０】
環装部材１３０は、２枚のステンレス板を貼り合わせてなり、両座体１１０、１２０の間に環装されている。環装部材１３０は、両座体と同様の板状の部材であり、凹球面１１１と凸球面１２１との間に環装されるように、球面状の凹面１３１と、凹面１３１の開端部を外方に折り返すようにフランジ部１１４と対面するように形成された折り返し部１３４を有している。凹面１３１には周方向複数の箇所に、球状部材１５０を保持するための球状部材保持孔１３５が形成されている。本実施形態では、環装部材１３０は、第二座体１２０との相対的な位置関係を保持するため、保持部材１７０（弾性体）によって第二座体のフランジ部１２４に接続されている。また、これにより、管継手の作製段階において、環装部材１３０の位置決めが容易になる。保持部材１７０は、管継手１００と同様の部材からなる。
【００４１】
シール体１６０は、本例では環装部材１３０を構成する２枚のステンレス板の内周側端部に挟持させて固定されるべく、外周部全周に亘って突起部１６１を有している。また、シール体１６０は、揺動による変形に対して反発復元しやすい形状とするため、両座体１１０と１２０との接触部分近傍の肉厚が薄く形成されている。
【００４２】
付勢機構１４０は、第一座体１１０のフランジ部１１４と、第二座体１２０のフランジ部１２４と段付きボルト１４１と、ナット１４４、コイルばね（弾性体）１４３からなる。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１１５と対応させてボルト固定孔１２６が形成されている。環装部材１３０の折り返し部１３４には、第二フランジ部１２４のボルト固定孔１２６と対応させてボルト挿通孔１３３が形成されている。段付きボルト１４１は、フランジ部１１４および折り返し部１３４のボルト挿通孔１１５および１３３に下流側排気管２０２側から挿入され、先端部に形成されたねじ部が第二フランジ部１２４のボルト固定孔１２６に挿通され離脱しないようにナット１４４に固定されることで、上流側排気管２０１と下流側排気管２０２を接続する。また、ボルト挿通孔１１５とボルト挿通孔１３３は段付きボルト１４１の径に対して余裕を持って形成されており、上流側排気管２０１と下流側排気管２０２の相対揺動を許容する構造となっている。コイルばね１４３は、段付きボルト１４１を取り巻くようにして設けられており、両管２０１、２０２を互いに接近させるとともに、シール体１６０を第一座体１１０と第二座体１２０とに圧接させてシール性を維持する。
【００４３】
上記のように構成された管継手４００は、上流側排気管２０１と下流側排気管２０２と両管２０１、２０２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、相対揺動可能に接続し、シール体１６０と凹面１１１、凸面１２１とを圧接させて両管２０１、２０２の接続部をシールする。そして、球状部材１５０と両座体１１０、１２０とが円滑に摺動することにより微少な振動を許容する。
【００４４】
したがって、この管継手４００によれば、たとえば上流側排気管２０１あるいは下流側排気管２０２から微少な振動が伝わったとしても、球状部材１５０が円滑に摺動することにより揺動が許容されるため、他方の管側に伝わりにくい。すなわち、特許文献１のような従来技術のように、シール体による摺動面は小さく、これにより、摺動性が向上することで、より微少な振動を吸収することができ、異常音発生などを抑制することが可能となる。
【００４５】
［第５形態例］
図７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である。図８は、図７の管継手を上流側排気管方向から見た図であり、環装部材１３０を説明するための図である。図８において、第二座体１２０は省略されて描かれている。また、図１の管継手と共通する名称の部材に関しては同じ符号が付されている。
【００４６】
この管継手５００は、下流側排気管（一方の管）２０２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）２０１の端部に設けられた環状の第二座体１２０と、両座体１１０、１２０との間に挟持された球状部材１５０と、両座体１１０、１２０との間に環装された環装部材１３０、両座体１１０、１２０間に納められた環状のシール体１６０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。また、本例では下流側排気管２０２の端部は拡径しており、上流側排気管２０１の端部を収容する形状となっている。
【００４７】
第一座体１１０は、下流側排気管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。第一座体１１０は、上流側排気管２０１側に開いた球面状の凹球面１１１を有している。
【００４８】
第二座体１２０は、上流側排気管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。第二座体１２０は、凹球面１１１と対応して、下流側排気管２０２側に突出した球面状の凸球面１２１を有している。第二座体１２０は、凸球面１２１から延設されたフランジ部１２４を有している。
【００４９】
球状部材１５０は、両座体１１０、１２０の凹球面１１１と凸球面１２１に挟持されている。
【００５０】
環装部材１３０は、２枚のステンレス板を貼り合わせてなり、両座体１１０、１２０の間に環装されている。環装部材１３０は、両座体と同様の板状の部材であり、凹球面１１１と凸球面１２１との間に環装される。環装部材１３０には周方向複数の箇所に、球状部材１５０を保持するための球状部材保持孔１３５が形成されている。本実施形態では、環装部材１３０は、第一座体１１０との相対的な位置関係を保持するため、保持部材１７０（弾性体）によって第一座体１１０に接続されている。また、これにより、管継手の作製段階において、環装部材１３０の位置決めが容易になる。保持部材１７０は、ステンレス製の棒状部材を所望の形に成形して作られるものであり、本例ではその両端部が環装部材１３０に固定されるとともに、その中央部が凹球面１１１に設けられた保持部材係合孔１１６に係合する形状となっている。
【００５１】
シール体１６０は、本例では環装部材１３０を構成する２枚のステンレス板の内周側端部に挟持させて固定されるべく、外周部全周に亘って突起部１６１を有している。また、シール体１６０は、揺動による変形に対して反発することで解消しやすい形状とするため、両座体１１０と１２０との接触部分近傍の肉厚が薄く形成されている。
【００５２】
付勢機構１４０は、第二座体１２０のフランジ部１２４と、フランジ部１２４にその外周部が固定された弾性板１４５からなる。フランジ部１２４には、ボルト固定孔１２６が形成されている。弾性板１４５には、第二フランジ部１２４のボルト固定孔１２６と対応させてボルト挿通孔１４６が形成されている。ボルト１４７は、ボルト挿通孔１４６に下流側排気管２０２側から挿入され、ねじ部が第二フランジ部１２４のボルト固定孔１２６に挿通され離脱しないようにナット１４４に固定される。弾性板１４５は、第一座体１１０を下流側排気管２０２側から上流側排気管２０１側に付勢するために設けられ、これにより上流側排気管２０１と下流側排気管２０２を接続する。また、弾性板１４５は、弾性板摺動機構１８０を介して第一座体１１０を付勢する。このため、弾性板１４５は第一座体１１０に対して摺動可能に設けられているため、上流側排気管２０１と下流側排気管２０２を揺動可能に接続するとともに、シール体１６０を凹球面１１１と凸球面１２１に圧接させてシール性を維持する。弾性板摺動機構１８０は、第二環装部材１８１、それに保持された第二球状部材１８２、および第二環装部材の内周端部に固定された第二シール体１８３からなる。これらはいずれも環装部材１３０、球状部材１５０、シール体１６０と同一の形状で構成される。また、保持部材１８４によって、弾性板１４５との相対位置が保持されている。このように、シール体を２カ所に設けることで、シール性がより向上する。
【００５３】
上記のように構成された管継手５００は、フランジ１１０に対して摺動可能に圧接することで、上流側排気管２０１と下流側排気管２０２とを相対揺動可能に接続し、両管２０１、２０２を接近させる向きに弾性板１４５の力で付勢しつつ、シール体１６０と凹面１１１および凸面１２１とを圧接させて両管２０１、２０２の接続部をシールする。そして、球状部材１５０と両座体１１０、１２０とが円滑に摺動することにより微少な振動を許容する。
【００５４】
したがって、この管継手５００によれば、たとえば上流側排気管２０１あるいは下流側排気管２０２から微少な振動が伝わったとしても、球状部材１５０が円滑に摺動することにより揺動が許容されるため、他方の管側に伝わりにくく、より微少な振動を吸収することができ、異常音発生などを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】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。
【図２】図２は、図１の管継手を下流側排気管方向から見た部分図であり、環装部材１３０を説明するための図である。
【図３】図３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４】図４は、図３の管継手を下流側排気管方向から見た図であり、環装部材１３０を説明するための図である。
【図５】図５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６】図６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。
【図７】図７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である。
【図８】図８は、図７の管継手を上流側排気管方向から見た図であり、環装部材１３０を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００    管継手
１１０    第一座体
１１１    凹球面
１１３    ボルト固定孔
１１４    第一フランジ部
１１５    ボルト挿通孔
１１６    係合孔
１１７    カバー部
１２０    第二座体
１２１    凸球面
１２３    ボルト挿通孔
１２４    第二フランジ部
１２５    係合孔
１２６    ボルト固定孔
１２７    カバー部
１３０    環装部材
１３１    凹球面
１３３    ボルト挿通孔
１３４    折り返し部
１３５    球状部材保持孔
１３６    係合孔
１４０    付勢機構
１４１    段付きボルト
１４３    コイルバネ
１４４    ナット
１４５    弾性板
１４６    ボルト挿通孔
１４７    ボルト
１４８    係合孔
１５０    球状部材
１６０    シール体
１６１    突起部
１６２    シール体収容部材
１７０    保持部材
１８０    弾性板摺動機構
１８１    第二環装部材
１８２    第二球状部材
１８３    第二シール体
１８４    第二保持機構
２００    管継手
２０１    上流側排気管
２０２    下流側排気管
３００    管継手
４００    管継手
５００    管継手
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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