(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系の途中に接続される可撓継手であって、
前記可撓継手よりも排気上流側の排気管と下流側の排気管とを球関節継手を介して連結し、
前記球関節継手の外周にベローズを設け、
前記ベローズの可撓性を周方向に異ならせ、
前記球関節継手で互いに嵌合する球状部について、一方の前記球状部の先端部と他方の前記球状部の根元に位置する屈曲部との距離を周方向で異ならせると共に、
前記球状部の合わせ面の一方に前記ベローズの軸線方向と略平行な凹条溝を設け、
前記球状部の合わせ面の他方に前記凹条溝と係合する凸部を前記凹条溝と対向して設けることを特徴とするエンジンの排気系用可撓継手。
【請求項２】
前記ベローズの波形状を周方向に異ならせる、若しくは前記ベローズの厚さを周方向に異ならせることにより、前記ベローズの可撓性を周方向に異ならせることを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気系用可撓継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等のエンジンの排気系に用いる可撓継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような排気系において、エンジンからの振動や車体振動等を緩和もしくは吸収させるために排気系の途中に可撓継手を介在させたものは知られており、その可撓継手としては、一般に金属薄板等よりなる断面波形のベローズが多く用いられている。
【０００３】
上記のような可撓継手は排気管に作用する振動の吸収性能および強度タフネスや耐久性を向上させる上で、なるべくエンジンに近い排気上流側に設けるのが望ましいが、エンジン近傍はレイアウトスペースが少ないため、可撓継手を小型コンパクトに構成する必要がある。
【０００４】
また従来の可撓継手は、周方向の可撓性が一定であるため、エンジン振動や車体振動が排気管を介して可撓継手に作用した場合に、或る一定の方向の振動は良好に吸収できるが、他の方向の振動に対しては充分に吸収できなかったり、場合によっては振動が増幅されてしまう等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、可撓継手全体が小型コンパクトで且つ作用する振動を全方位的に良好に吸収することのできるエンジンの排気系用可撓継手を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明による可撓継手は、以下の構成としたものである。
【０００７】
即ち、本発明のエンジンの排気系用可撓継手は、エンジンの排気系の途中に接続される可撓継手であって、前記可撓継手よりも排気上流側の排気管と下流側の排気管とを球関節継手を介して連結し、前記球関節継手の外周にベローズを設け、前記ベローズの可撓性を周方向に異ならせ、前記球関節継手で互いに嵌合する球状部について、一方の前記球状部の先端部と他方の前記球状部の根元に位置する屈曲部との距離を周方向で異ならせると共に、前記球状部の合わせ面の一方に前記ベローズの軸線方向と略平行な凹条溝を設け、前記球状部の合わせ面の他方に前記凹条溝と係合する凸部を前記凹条溝と対向して設けることを特徴とする。また、本発明のエンジンの排気系用可撓継手は、前記ベローズの波形状を周方向に異ならせる、若しくは前記ベローズの厚さを周方向に異ならせることにより、前記ベローズの可撓性を周方向に異ならせることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態に基づいて本発明によるエンジンの排気系用可撓継手を具体的に説明する。
【０００９】
図１〜図３は本発明による可撓継手の一実施形態を示すもので、図１は可撓継手の縦断面図、図２および図３はそれぞれ図１におけるＡ−ＡおよびＢ−Ｂ線断面図である。
【００１０】
本実施形態の排気系用可撓継手は、排気上流側の排気管Ｐ１と下流側の排気管Ｐ２とをユニバーサルジョイント１を介して連結すると共に、そのユニバーサルジョイント１の外周にベローズ２を設けたものである。上記ユニバーサルジョイント１として本実施形態においては中空筒状の球関節継手を用いたもので、その球関節継手は上記各排気管Ｐ１・Ｐ２に溶接等で一体的に嵌合接続した一対の筒状の継手片１１・１２に、互いに嵌合する球状部１１ａ・１２ａをそれぞれ一体的に設けた構成であり、その球状部の中心を支点にして上記両継手片１１・１２および排気管Ｐ１・Ｐ２は任意の方向に屈折可能である。
【００１１】
また上記ベローズ２は、その軸線方向両端部を上記継手片１１・１２の外周面に溶接等で一体的に固着した構成であり、そのベローズ２の波形状は全長および全周にわたって断面Ｕ字形に形成されている。そして本実施形態においては上記ベローズ２の波の高さを異ならせることによって周方向の可撓性を変化させたもので、図の場合は図３において左右方向よりも上下方向の可撓性がよくなるように、上下方向の波の高さが左右方向の波の高さよりも高く形成されている。
【００１２】
上記の構成により、ベローズ２の可撓性のよい方向、図の場合は上下方向の振動をより効率よく吸収することが可能となり、例えばエンジンの前側からエンジン下を通って後方に延びる排気管のエンジン下部分等に設ける可撓継手にあっては上下方向の振動が多く作用し、また走行中の車体振動も上下方向のものが多いが、そのような上下方向の振動を効率よく吸収することができる。
【００１３】
また上記排気管Ｐ１・Ｐ２をユニバーサルジョイント１を介して連結したことにより、排気管Ｐ１・Ｐ２の軸線方向の相対移動や屈折支点の変動が防止され、車体振動やエンジン振動を更に効果的に減衰もしくは吸収させることができる。しかも、ベローズに掛かる負荷が軽減されるので、肉厚や軸線方向長さ及び外径の小さいベローズの使用が可能となり、小型コンパクトでヒートマスや重量の小さい可撓継手が得られる。
【００１４】
なお図示例の球関節継手は、一方の排気管Ｐ１に対して他方の排気管Ｐ２が最大限に屈折したとき継手片１２の球状部１２ａの上流側（図１で左側）の端部１２ｅが継手片１１の屈曲部１１ｄ近傍に当接してそれ以上の屈折が阻止される構成である。上記端部１２ｅと屈曲部１１ｄとの距離Ｌを適宜変更することによって、一方の排気管Ｐ１に対する他方の排気管Ｐ２の最大許容屈折角度を適宜変更可能であり、それによってベローズ２の過度の変形を防止することができる。
【００１５】
また上記距離Ｌを周方向で異ならせることによって屈折方向に応じて最大許容屈折角度を変化させることも可能である。例えば上下部における距離Ｌよりも左右方向両側（図１で紙面と直角方向両側）の距離Ｌを大きくすれば、上下方向の最大許容屈折角度を小さく制限した上で、左右方向の最大許容屈折角度を大きく確保することができる。
【００１６】
図４〜図６は本発明による排気管用可撓継手の他の実施形態を示すもので、図４は可撓継手の縦断面図、図５および図６はそれぞれ図４におけるＡ−ＡおよびＢ−Ｂ線断面図である。
【００１７】
本実施形態においては、ベローズの波形状を周方向に異ならせて可撓継手の周方向の可撓性を変化させたもので、図の場合は上下方向の波形状が図４に示すように断面略Ω字形に、また左右方向の波形状が図５に示すように断面Ｕ字形を呈するように周方向に漸次変化させたものである。なおベローズ周方向各部の波の高さは図６に示すように周方向全長にわたって略一定である。
【００１８】
上記の構成においては、断面Ｕ字形の波形状よりも断面Ω字形の波形状部分の方が可撓性がよく、その可撓性のよい方向の振動をより効率よく吸収することが可能となる。特に図の実施形態においては、前記実施形態と同様に上下方向の振動を効率よく吸収できるものである。
【００１９】
上記以外の構成は前記図１〜図３の実施形態の場合と同様であり、同様の作用効果が得られる。
【００２０】
図７〜図１０は本発明による排気管用可撓継手の更に他の実施形態を示すもので、図７は可撓継手の縦断面図、図８および図９はそれぞれ図７におけるＡ−ＡおよびＢ−Ｂ線断面図、図１０は図９におけるＣ−Ｃ線断面図である。なお図９におけるＤ−Ｄ線の断面形状は上記Ｃ−Ｃ線の断面形状と同一である。。
【００２１】
本実施形態においては、ベローズ２の厚さを周方向に異ならせて可撓継手の周方向の可撓性を変化させたもので、図の場合はベローズ２を内外二重の金属薄板２１・２２で構成し、上下方向両側の軸線方向中央部は図７に示すように一重に形成したものである。その一重部分の軸線方向長さは、図７に示す上下部分が最大で、左右両側部分に行くに従って図１０に示すように漸次短くなり、図９で左右方向両側の部分は図８に示すように軸線方向全長にわたって内外二重に形成されている。なおベローズ周方向各部の波の高さ及び波形状は周方向全長にわたって略一定である。また上記以外の構成は前記図１〜図３の実施形態の場合と同様である。
【００２２】
上記の構成においては、ベローズの一重部分が二重部分よりも可撓性がよく、その可撓性のよい方向の振動をより効率よく吸収することが可能となる。図の場合は前記実施形態と同様に上下方向の振動を効率よく吸収できるものである。
【００２３】
なお上記実施形態においては、ベローズ２に二重部分と一重部分とを設けることによって厚さを異ならせたが、少なくとも一部を三重以上に構成してもよい。またベローズ２を１枚の金属板等で構成して、その厚さを部分的に変化させるようにしてもよい。
【００２４】
さらに前記のようなユニバーサルジョイント１には、必要に応じて周方向の回動（ずれ）を防止する手段を設けるようにしてもよい。図１１・図１２はその一例を示すもので、球関節継手１を構成する継手片１１・１２の球状部１１ａ・１２ａの合わせ面に周方向のずれを防止する凹凸係合部を設けたものである。すなわち、上記各球状部１１ａ・１２ａの合わせ面に、ベローズ２の軸線方向と略平行な方向の凹溝条１１ｂと、それに係合する凸部１２ｂをそれぞれ対向させて設けたもので、その凹溝条１１ｂと凸部１２ｂは図示例においては周方向に複数個設けられている。
【００２５】
上記のような凹凸係合部を設けると、継手片１１・１２および排気管Ｐ１・Ｐ２の周方向の回動が防止され、ベローズ２にねじれ方向の力が作用して耐久性が低下するのを防止できると共に、前記の振動吸収性能や緩衝性能を更に向上させることが可能となる。
【００２６】
なお上記の構成において、一方の排気管Ｐ１は他方の排気管Ｐ２に対して上記凸部１２ｂが凹溝条１１ｂに対して移動し得る範囲、すなわち凹溝条１１ｂの長さの範囲内で屈折可能であり、その長さを適宜変更することによって、一方の排気管Ｐ１に対する他方の排気管Ｐ２の最大許容屈折角度を適宜変更することができる。上記各凹溝条１１ｂの長さを適宜異ならせることによって屈折方向に応じて最大許容屈折角度を変化させることも可能であり、例えば図１２で上下部に位置する凹溝条１１ｂの長さを短く、左右両側に位置する凹溝条１１ｂの長さを長くすれば、上下方向の最大許容屈折角度を小さく制限した上で、左右方向の最大許容屈折角度を大きく確保することができる。
【００２７】
上記図１１・１２の実施形態におけるベローズ２の構成は、前記図１〜図３の実施形態と同様に波の高さを異ならせたものであるが、前記図４〜図６の実施形態のように波形状を異ならせたもの、あるいは図７〜図１０の実施形態のように波の厚さを異ならせたものにも適用できる。
【００２８】
さらに前記各実施形態はユニバーサルジョイント１として球関節継手を用いたが、必ずしもこれに限られるものではなく、また球関節継手を構成する継手片１１・１２と、排気管Ｐ１・Ｐ２とを別体に形成したが、両者をそれぞれ一体、すなわち排気管Ｐ１・Ｐ２の端部に球状部１１ａ・１２ａをそれぞれ一体に形成して直接嵌合接続するように構成することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によるエンジンの排気系可撓継手は、互いに接続すべき排気管Ｐ１・Ｐ２をユニバーサルジョイント１を介して連結すると共に、その連結部の外周にベローズ２を設け、そのベローズ２の可撓性を周方向に異ならせたから、車体振動やエンジン振動のうち所定の方向の振動を良好に減衰もしくは吸収させることが可能となり、排気管の配置構成や振動の発生状況に応じて効率よく振動を、より効果的に緩衝性能のよい可撓継手を提供することができる。
【００３０】
また排気管Ｐ１・Ｐ２をユニバーサルジョイント１を介して連結したことによって、排気管Ｐ１・Ｐ２の軸線方向の相対移動や屈折支点の変動が防止され、車体振動やエンジン振動を更に効果的に減衰もしくは吸収させることができる。しかも、ベローズに掛かる負荷が軽減されるので、肉厚や軸線方向長さ及び外径の小さいベローズの使用が可能となり、小型コンパクトでヒートマスや重量の小さい可撓継手を提供することができる。
【００３１】
さらに上記球関節継手１に周方向の回動を阻止する凹凸係合部１１ｂ・１２ｂ等の回動防止手段を設ければ、ベローズ２にねじれ方向の力が作用して耐久性が低下するのを防止できると共に、排気管Ｐ１・Ｐ２の屈折動作を更に円滑に行わせることが可能となり、振動吸収性能や緩衝性能をより一層向上させることができる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による可撓継手の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図４】本発明による可撓継手の他の実施形態を示す縦断面図。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線断面図。
【図６】図４におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図７】本発明による可撓継手の更に他の実施形態を示す縦断面図。
【図８】図７におけるＡ−Ａ線断面図。
【図９】図７におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図１０】図９におけるＣ−Ｃ線断面図。
【図１１】継手構造の変更例を示す可撓継手の縦断面図。
【図１２】図１１におけるＢ−Ｂ線断面図。
【符号の説明】
１  ユニバーサルジョイント
１１，１２  継手片
１１ａ，１２ａ  球状部
１１ｂ，１２ｂ  凹凸係合部
２  ベローズ
Ｐ１、Ｐ２  排気管
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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