(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン側排気系の第１排気管と、テールパイプ側排気系の第２排気管と、前記第１排気管と第２排気管を角度変位可能に連結するフレキシブル管と、前記第１排気管に固着された第１フランジと、前記第２排気管に固着された第２フランジと、前記第１フランジ又は第２フランジの一方のフランジに形成された穴に挿通されると共に他方のフランジに直接又はナットを介して係止されたボルトと、前記第１フランジと第２フランジの間に配置されて両者を互いに離隔させる方向に付勢するバネとを有する排気管継手であって、ボルト又はナットの座面と該ボルト又はナットの座面と接触するフランジの接触面の少なくとも一方に第１排気管と第２排気管との相対的な変位方向を規制する規制部を設けたことを特徴とする排気管継手。
【請求項２】
前記ボルト又はナットの座面と接触するフランジによって構成され、且つ前記規制部が前記フランジに形成されたボルトを挿通する穴に交差する線状の突起によって構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載した排気管継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気系に配置されて振動を吸収する排気管継手に関し、特に、振動を吸収する際に発生する摩擦損失を小さくすることが出来る排気管継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の排気系には、排気系を構成する排気管や消音器を含む機器にエンジンの振動を伝えることのないように、振動吸収機能を持った管継手を配置するのが一般的である。このような振動吸収機能を持った管継手として、エンジン側の排気管とテールパイプ側の排気管の間に全方向に自在に曲がることが可能なベローズからなるフレキシブル管を配置し、このフレキシブル管によって振動を吸収し得るように構成したフレキシブルジョイントが実用化されている。
【０００３】
例えば実開昭58-86986号公報に開示された技術（第１公知例）は、エンジン側の第１排気管とテールパイプ側の第２排気管の間にベローズ管を配置すると共に、各排気管に配置したフランジを介してベローズ管の端部と各排気管とを接続している。また一方のフランジには半円筒状の凸面を持った部材が取り付けられると共に、他方のフランジには凹面を持った部材が取り付けられ、両者が当接することでスペーサを構成している。また各フランジはバネによって互いに接近する方向に付勢されている。前記フランジは略菱形状に形成されており、該菱形の長軸方向の一方側にスペーサ及びバネが設けられている。
【０００４】
上記技術では、作用する振動に伴って第１排気管と第２排気管の間に生じる相対的な角度変位及び軸方向の変位をスペーサによって規制して一方向（ロール方向）の揺動に変換し、この揺動に伴うベローズ管の伸縮と、バネによるフランジとスペーサとの圧接により吸収することが出来る。
【０００５】
また特開平10-121956号公報に開示された技術（第２公知例）は、エンジン側の排気管の端部にベローズチューブの一端を溶接すると共に外側フランジ手段の一端を溶接し、テールパイプ側の排気管の端部にベローズチューブの他方の端部を溶接すると共に内側フランジ手段の一端を溶接し、前記内側フランジ手段の自由端を外側フランジ手段の略中央に位置させると共に該内側フランジ手段の自由端と外側フランジ手段の固定端側との間、及び外側フランジ手段の自由端との間に夫々ベローズチューブを取り囲むバネを設けている。
【０００６】
上記技術では、各排気管は相対的に軸方向への移動が自在に且つ角度変位が自在に構成されており、従って、取付時に方向性を考慮する必要がない。またエンジン側の排気管に作用する振動はベローズチューブを取り囲んで配置された１組のバネによって吸収される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記第１公知例の技術では、変位方向を規制するスペーサを一対のフランジの間に配置した２つの部材によって行なっているため、部品点数が多くなって重量が増加するという問題や、スペーサの接触面積が大きく、且つ摺動することから摩擦損失が大きいという問題がある。またバネがフランジを互いに接近させる方向に付勢するため、振動に伴う力が全てベローズ管に作用することとなり、瞬間的に大きな力が作用したときに強度上の問題が生じる虞がある。
【０００８】
また第２公知例の技術では、振動を吸収する一対のバネがベローズチューブと同心で且つ該ベローズチューブの外周に配置されており、一方のフランジ手段は前記バネを包み込むような大きさを有し、他方のフランジ手段は自由端が前記一対のバネによって挟み込まれている。このため、バネが大型化して重量が増加し、且つフランジ手段が大型化すると共に形状が複雑化するという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、部品点数を増加させることなく、且つ大型化させることなく構造が簡単な排気管継手を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る排気管継手は、エンジン側排気系の第１排気管と、テールパイプ側排気系の第２排気管と、前記第１排気管と第２排気管を角度変位可能に連結するフレキシブル管と、前記第１排気管に固着された第１フランジと、前記第２排気管に固着された第２フランジと、前記第１フランジ又は第２フランジの一方のフランジに形成された穴に挿通されると共に他方のフランジに直接又はナットを介して係止されたボルトと、前記第１フランジと第２フランジの間に配置されて両者を互いに離隔させる方向に付勢するバネとを有する排気管継手であって、ボルト又はナットの座面と該ボルト又はナットの座面と接触するフランジの接触面の少なくとも一方に第１排気管と第２排気管との相対的な変位方向を規制する規制部を設けたものである。
【００１１】
上記排気管継手では、第１排気管と第２排気管をフレキシブル管によって接続し、且つ各排気管に固着した第１フランジと第２フランジとの間にこれらのフランジを互いに離隔させる方向に付勢するバネを配置してボルトを直接又はナットを介して何れか一方のフランジに係止したので、他方のフランジはバネに付勢されてボルト又はナットに圧接する。例えば、ボルトを係止するフランジをエンジン側排気系の第１排気管に固着した第１フランジとし、この第１排気管をエンジン側に固定することによって、第２フランジに作用する重量をボルトを介して第１フランジによって支持することが出来る。このため、排気管継手によって排気系の重量の一部を負担することが出来る。
【００１２】
またボルト又はナットの座面とフランジの接触面の少なくとも一方に各排気管の相対的な変位方向を規制する規制部を設けたので、振動に伴って発生する第１排気管と第２排気管の相対的な変位方向を特定な方向に規制することが出来る。このため、フレキシブル管に無理な力を作用させることがなく、安定した状態で振動を吸収することが出来る。
【００１３】
上記排気管継手に於いて、ボルト又はナットの座面と接触するフランジによって構成され、且つ前記規制部が前記フランジに形成されたボルトを挿通する穴に交差する線状の突起によって構成されたものであることが好ましい。このように構成された排気管継手では、ボルト又はナットの座面とフランジとが線状の突起の先端で接触する。このため、第１排気管と第２排気管の相対的な変位方向を線状の突起の線の方向と直交する方向への回動方向のみに規制することが出来る。またフランジとボルト又はナットの座面が線接触することとなり、摩擦損失を軽減することが出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、上記排気管継手の好ましい実施形態について図を用いて説明する。図１は排気管継手を説明する斜視図である。図２は変位方向を規制する規制部とボルトとの関係を説明する図である。図３は排気管継手の構成を説明する三面図である。図４は振動を吸収する際の作用を説明する図である。図５は排気系の概略構成を説明する図である。
【００１５】
排気管継手Ａは、エンジンから発生する振動を吸収する機能を有するものであり、図５の排気系の概略構成図に示すように、エンジンの排気マニフォールドＢとコンバータＣを含む下流側パイプＤの間に配置されることで、排気マニフォールドＢからの振動が下流側パイプＤに伝わることを防止している。また排気管継手Ａはエンジン側の図示しないフレームに取り付けられ、下流側パイプＤ側の荷重の一部を支持し得るように構成されている。
【００１６】
次に、図１〜図４により排気管継手Ａの構成について具体的に説明する。図に於いて、排気管継手Ａは、エンジン側排気系を構成する第１排気管１と、下流側パイプＤ側排気系を構成する第２排気管２と、前記第１排気管１と第２排気管２の間に配置されて角度変位可能に接続するフレキシブル管３と、第１排気管１に設けたフランジ１ｃに固着された第１フランジ４と、第２排気管２の端部に固着された第２フランジ５と、一端が第１フランジ４に係止され他端が第２フランジ５に貫通して配置されたボルト６と、ボルト６に装着されて各フランジ４，５を互いに離隔させる方向に付勢するバネ７とを有しており、第２フランジ５とボルト６との接触部位であって、何れか一方に排気管継手Ａの変位方向を規制する規制部８を設けて構成されている。
【００１７】
第１排気管１は、エンジンの排気マニフォールドＢ或いは排気マニフォールドＢに接続された管等によって構成されている。本実施例では、排気マニフォールドＢに接続された管１ａの端部を外装管１ｂに貫通させて互いに溶接することで、第１排気管１が構成されており、外装管１ｂにフランジ１ｃが溶接等の手段で取り付けられている。また第２排気管２はコンバータＣや図示しないサイレンサ，テールパイプ等に接続される下流側パイプＤによって構成される（図５参照）。
【００１８】
フレキシブル管３は長手方向（軸方向）への伸縮が可能で、且つ一端を固定したときに他端が全方向に変位可能なベローズによって構成されている。このフレキシブル管３の一端は第１排気管１の外装管１ｂに溶接され、他方の端部は第２排気管２に溶接されている。従って、第１排気管１と第２排気管２は、フレキシブル管３を介して接続されることで、互いに全方向に対し変位可能に接続されている。
【００１９】
第１フランジ４は第１排気管１の外装管１ｂに取り付けたフランジ１ｃに固着され、これにより第１排気管１と一体化している。従って、フランジ１ｃと第１フランジ４とは一体化し、以後、両者を総称して第１フランジ４という。第１フランジ４にはボルト６を係止するための穴４ａが形成されている。穴４ａはボルト６を係止する機能を有するものであれば良く、ボルト６をネジ込んで係止するタップ穴、或いはボルト６を挿通した後該ボルト６にナットを締結して係止するルーズ穴で良い。
【００２０】
第２フランジ５は第２排気管２に固着されている。この第２フランジ５は、平面視が略円形の本体部５ａと、本体部５ａの外周であって該本体部５ａの中心を通る直線５ｄとの交点から突出して形成した２つのアーム部５ｂとを有して構成されている。そして本体部５ａを第２排気管２に固着したとき、各アーム部５ｂが第１フランジ４の穴４ａと対向して固定される。
【００２１】
上記の如くアーム部５ｂは本体部５ａの中心を通る直線５ｄ上に形成されている。そして前記直線５ｄ上であって第１フランジ４の穴４ａと対向する位置にボルト６を挿通するルーズ穴５ｃが形成され、直線に沿って規制部８が形成されている。
【００２２】
本実施例に於いて、第２フランジ５は薄板を冷間成形及び、又は冷間鍛造して形成されており、規制部８はアーム部５ｂに於ける第１フランジ４側とは反対側の面に形成された曲線状の突起によって構成されている。そして突起の先端部位がボルト６と接触することで、第２フランジ５の移動可能な方向を直線５ｄに直交する方向への回動運動に規制している。
【００２３】
ボルト６は、第２フランジ５に形成されたルーズ穴５ｃに挿通されて先端部が第１フランジ４に係止され、これにより、第２フランジ５を介して排気系の重量の一部を支持する機能を有するものである。またボルト６は座面６ａと、座面６ａと連続して形成された段部６ｂとを有しており、座面６ａが第２フランジ５のアーム部５ｂに形成した規制部８と接触し得るように構成され、段部６ｂがルーズ穴５ｃに挿通されたとき規制部８の高さよりも充分に長くなるように構成されている。
【００２４】
バネ７は第１フランジ４と第２フランジ５を互いに離隔する方向に付勢する機能を有するものであり、ボルト６に装着されて第１フランジ４と第２フランジ５の間に配置され、端部が各フランジ４，５の対向する面に接触している。このため、第２フランジ５は規制部８がボルト６の座面６ａに圧接することとなり、これにより変位方向が規制される。
【００２５】
即ち、第２フランジ５が規制部８を介してボルト６に圧接するため、軸方向の変位（第２フランジ５がボルト６から離隔して第１フランジ４に接近する方向の変位）が発生することがなく、第２フランジ５の変位方向を規制部８のボルト６の座面６ａとの接触部位を中心とし且つ規制部８の形成方向に対し直交する方向（図４に示す矢印ａ，ｂ方向）への往復回動にのみ規制することが可能である。
【００２６】
上記の如く構成された排気管継手Ａでは、エンジンの振動は第１排気管１に伝えられ、第２排気管２に対し変位する。各排気管１，２の相対的な変位は、各排気管１，２に固着された第１フランジ４，第２フランジ５の相対的な変位に置き換えられる。即ち、エンジンの振動は第１フランジ４側で発生し、該第１フランジ４に係止されたボルト６が第２フランジ５のルーズ穴５ｃの内部で振動することとなる。
【００２７】
ボルト６の振動は、該ボルト６の座面６ａと接触する規制部８によって変位方向が全て一方向（規制部８と直交する方向）の往復回動運動に規制される。従って、第１排気管１と第２排気管２の変位も同様の往復回動運動に規制され、これにより、フレキシブル管３には一方向の角度変位に対応した変位が付与されて伸縮する。このため、規制部８とボルト６の座面６ｂとの間の接触摩擦を低減することが可能となり、且つ付与された振動を吸収することが可能である。
【００２８】
また瞬間的に大きい振動が付与されてボルト６がルーズ穴５ｃの内部で移動したような場合、ボルト６の段部６ｂがルーズ穴５ｃの縁と当接して変位を規制することが可能である。このような機能を発揮させるために、本実施例では、段部６ｂの直径をルーズ穴５ｃの直径よりも略２mm小さい値に設定している。従って、ボルト６のネジ径が充分に大きい場合、ボルト６に段部６ｂを形成する必要のない場合もある。
【００２９】
また瞬間的に大きい振動が付与されてボルト６が大きい角度で変位したとき、ボルト６の座面６ａがアーム部５ｂの肩部５ｅに当接して変位を規制し、ボルト６が更に大きい角度で変位したときには、段部６ｂがルーズ穴５ｃの縁に当接して変位を規制することが可能である。
【００３０】
尚、前述の実施例では、ボルト６を第２フランジ５のルーズ穴５ｃに挿通して第１フランジ４の穴４ａに係止することで、該ボルト６の座面６ａに規制部８を接触させているが、必ずしもこの構成に限定するものではなく、ボルト６を第１フランジ４の穴４ａに挿通して第２フランジ５のルーズ穴５ｃを通過させ、このボルト６に図示しないナットを螺合して係止すると共にナットの座面に規制部８を接触させて支持しても同様の効果を得ることが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る排気管継手では、第１排気管に固着した第１フランジと第２排気管に固着した第２フランジの間にバネを配置し、これらのフランジにボルトを挿通し、第２フランジをボルト又はナットに対し規制部を介して圧接させことで、排気管継手に付与された振動の方向を一方向に規制して角度変位可能なフレキシブル管によって吸収することが出来る。
【００３２】
また第２フランジを薄板によって形成すると共に規制部を突起によって形成することで、極めて構造が簡単で、且つ小形化をはかると共に軽量化をはかることが出来る。
【００３３】
特に、規制部とボルト又はナットの座面はバネによって圧接し且つ振動が付与されたとき、この振動は規制部を中心とする往復回動運動に規制される。このため、規制部と座面との相対運動は転がり運動となり接触摩擦を小さくすることが出来、これにより高周波振動を容易に吸収することが出来る。
【００３４】
また排気管継手を排気マニフォールドの直下に配置し、車体に対し垂直方向に使用する場合、ボルトによって排気系の重量を支持することが出来る。このため、排気系の自重による接触摩擦も小さくすることが可能となり、高周波振動をより容易に吸収することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】排気管継手を説明する斜視図である。
【図２】変位方向を規制する規制部とボルトとの関係を説明する図である。
【図３】排気管継手の構成を説明する三面図である。
【図４】振動を吸収する際の作用を説明する図である。
【図５】排気系の概略構成を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ                    排気管継手
Ｂ                    排気マニフォールド
Ｃ                    コンバータ
Ｄ                    下流側パイプ
１                    第１排気管
１ａ                  管
１ｂ                  外装管
１ｃ                  フランジ
２                    第２排気管
３                    フレキシブル管
４                    第１フランジ
４ａ                  穴
５                    第２フランジ
５ａ                  本体部
５ｂ                  アーム部
５ｃ                  ルーズ穴
５ｄ                  直線
５ｅ                  肩部
６                    ボルト
６ａ                  座面
６ｂ                  段部
７                    バネ
８                    規制部
【図１】
0004374110.tif 000002
【図２】
0004374110.tif 000003
【図３】
0004374110.tif 000004
【図４】
0004374110.tif 000005
【図５】
0004374110.tif 000006