CN107709849B - 垫片组件以及球面接头组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组装作业性优异并且可以防止异响的发生的垫片组件及球面接头组件。球面接头组件(1)用于汽车的排气***，配备有：发动机侧的排气管(2a)、后***侧的排气管(2b)、安装到排气管(2a)上的凸缘(3)及垫片(4)、安装到排气管(2b)上的带有凸缘的垫片座(5)、以及连接排气管(2a、2b)的带弹簧的螺栓(6)及螺母(7)。在垫片(4)的内周面(44)，沿着轴O方向形成肋(45)。在被安装垫片(4)的排气管(2a)的外周面(21a)，沿着轴O方向从端部(20a)向轴向方向内方形成收容该肋(45)的槽(22a)。

Description

垫片组件以及球面接头组件

技术领域

本发明涉及配备有垫片以及被安装垫片的排气管的垫片组件，特别是，涉及适合于将汽车的排气管相互连接起来的球面接头的垫片组件。

背景技术

过去，在汽车的排气***中，利用球面接头将排气管相互连接起来，利用球面接头使得从发动机传递给排气管的振动衰减，抑制这种振动向车身的传递。在专利文献1中，公开了适合于将汽车的排气管相互连接起来的球面接头的垫片。

这种垫片(球带状密封件)是具有球面状的外周面的圆筒体，被安装到要连接的一方的排气管的端部，与设置于另一方的排气管的端部处的垫片座(凹球面密封座)的球面状的内周面滑动接触。另外，在垫片的内周面，沿着轴向方向形成有在圆周方向上等间隔地配置的多个肋。这些肋由膨胀石墨等能够压缩变形的耐热材料形成，在将垫片安装到排气管上时会被压溃。因此，当将垫片安装到排气管上时，肋与排气管可靠地接触，防止垫片从排气管脱落。从而，根据专利文献1记载的垫片，可以提高向排气管上的安装作业性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-185648号公报

发明内容

发明所要解决的课题

不过，由于从发动机传递给排气管的振动、在行驶中经由车身从路面传递给排气管的振动等，会向排气组件施加各种方向的应力。而且，当向被球面接头连接的排气管彼此施加扭转应力时，存在着安装到排气管上的垫片旋转而产生异响的情况。在专利文献1记载的球面接头中，为了解决这个问题，有必要增加形成在垫片的内周面上的肋的数目，或者用硬度更高的耐热材料形成肋，增加安装到排气管上的垫片的圆周方向上的摩擦力。但是，与此相伴，将垫片安装到排气管上时的轴向方向的摩擦力也增大。其结果是，为了将垫片安装到排气管上，不得不利用冲击工具等工具施加高的压力，垫片向排气管上组装时的作业性恶化。

本发明是鉴于上述情况做出的，其目的是提供一种组装时的作业性优异、并且可以防止异响的发生的垫片组件以及球面接头组件。

解决课题的手段

为了解决上述课题，在本发明中，在垫片的内周面以及安装该垫片的排气管的外周面之中的一个周面上，沿着轴向方向形成肋。并且，在其中的另一个周面上，沿着轴向方向形成收容该肋的槽，或者沿着轴向方向从端部向内侧形成与该肋嵌合的切口。

例如，本发明是一种配备有垫片和被安装前述垫片的排气管的垫片组件，

在前述垫片的内周面及前述排气管的外周面中的一个周面上，具有沿着轴向方向形成的肋，在另一个周面上，具有沿着轴向方向形成的收容前述肋的槽。

或者，本发明是一种配备有垫片和被安装前述垫片的排气管的垫片组件，

在前述垫片的内周面及前述排气管的外周面之中的一个周面上，具有沿着轴向方向形成的肋，在另一个周面上，具有沿着轴向方向从端部向内侧形成的与前述肋嵌合的切口。

另外，本发明是一种将排气管相互连接起来的球面接头组件，配备有：

前述垫片组件；

另外的排气管，所述另外的排气管与前述垫片组件的前述排气管连接；以及

垫片座，所述垫片座设置在前述另外的排气管的端部，具有与前述垫片组件的前述垫片的球面状的外周面滑动接触的球面状的内周面。

发明的效果

在本发明中，在垫片的内周面以及被安装该垫片的排气管的外周面之中的一个周面上，沿着轴向方向形成肋，在另一个周面上，沿着轴向方向形成收容该肋的槽，或者沿着轴向方向从端部向内侧形成与该肋嵌合的切口。因此，通过肋被收容到槽中，或者通过与切口嵌合，不使将垫片安装到排气管上时的轴向方向的摩擦力增大，就可以防止被安装到排气管上的垫片的旋转。从而，根据本发明，组装时的作业性优异，并且可以防止异响的发生。

附图说明

图1(A)是根据本发明的第一种实施方式的球面接头组件1的剖视图，图1(B)是图1(A)所示的球面接头组件1的A部分的放大图。

图2是说明球面接头组件1的工作原理用的图。

图3(A)是垫片4的正视图，图3(B)是图3(A)所示的垫片4的B-B剖视图，图3(C)是垫片4的后视图。

图4(A)是从端部20a侧观察排气管2a的垫片安装部分23a的侧视图，图4(B)是排气管2a的垫片安装部分23a的轴向方向剖视图。

图5(A)是根据本发明的第二种实施方式的球面接头组件1’的剖视图，图5(B)是图5(A)所示的球面接头组件1’的C部分的放大图，图5(C)是图5(A)所示的球面接头组件1’的D部分的放大图。

图6(A)是垫片4’的正视图，图6(B)是图6(A)所示的垫片4’的E-E剖视图，图6(C)是垫片4’的后视图，图6(D)是图6(B)所示的垫片4’的F部分的放大图。

图7(A)是从端部20a侧观察排气管2’a的垫片安装部分23’a的侧视图，图7(B)是排气管2’a的垫片安装部分23’a的轴向方向剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图对于本发明的实施方式进行说明。

<第一种实施方式>

首先，对于本发明的第一种实施方式进行说明。

图1(A)是根据本实施方式的球面接头组件1的剖视图，图1(B)是图1(A)所示的球面接头组件1的A部分的放大图。

根据本实施方式的球面接头组件1用于汽车的排气***。如图所示，球面接头组件1配备有：发动机侧的排气管2a、后***侧的排气管2b、安装于排气管2a的凸缘3及垫片4、安装于排气管2b的带有凸缘的垫片座5、以及将排气管2a、2b连接起来的带有弹簧的螺栓6及螺母7。

凸缘3被安装于排气管2a，在垫片4的轴O方向上距离排气管2a的端部20a的长度为L的轴向方向内方的位置，通过焊接等被固定于排气管2a。另外，在凸缘3上形成***带有弹簧的螺栓6用的螺栓孔30。

垫片4是具有大直径侧端面40、小直径侧端面41以及球面状的外周面42的圆筒体，以大直径侧端面40与凸缘3抵接，小直径侧端面41与排气管2a的端部20a齐平或者比端部20a突出的方式被安装于排气管2a。另外，垫片4由金属网等加强材料以及膨胀石墨等耐热材料形成。

带有凸缘的垫片座5具有：大直径开口部50、小直径开口部51、直径与垫片的外周面42大致相同的球面状的内周面52、沿着轴O方向与小直径开口部51成一体地形成且被排气管2b***的圆筒部53、以及从大直径开口部50朝向径向方向外方与大直径开口部50成一体地形成的凸缘54。圆筒部53在以小直径开口部51与排气管2b的端部20b齐平或者比端部20b突出的方式被安装于排气管2b的状态下，通过焊接等被固定于排气管2b。在凸缘54上形成有用于***带有弹簧的螺栓6的螺栓孔55。

带弹簧的螺栓6通过经由凸缘3的螺栓孔30以及凸缘54的螺栓孔55与螺母7螺纹配合，将垫片4的球面状的外周面42向推压到带凸缘的垫片座5的球面状的内周面52上的方向加载，并且，将排气管2a、2b连接起来。

通过利用带弹簧的螺栓6以及螺母7将排气管2a、2b连接起来，垫片4的球面状的外周面42以及带凸缘的垫片座5的球面状的内周面52相互接触。并且，该相互接触的垫片4的球面状的外周面42及带凸缘的垫片座5的球面状的内周面52的最大静止摩擦力，由外周面42及内周面52的摩擦特性和带弹簧的螺栓6及螺母7产生的加载力(将外周面42向内周面52推压的力)决定。

另外，在图1所示的球面接头组件1中，通过焊接等将凸缘3固定于排气管2a，但是，也可以将凸缘3成一体地形成于排气管2a上。同样地，通过焊接等将带凸缘的垫片座5固定于排气管2b，但是，也可以将带凸缘的垫片座5成一体地形成于排气管2b上。

图2是说明球面接头组件1的工作原理用的图。

如图所示，在产生了使得在相互接触的垫片4的外周面42与带凸缘的垫片座5的内周面52之间产生最大静摩擦力的转矩T(以由内周面52确定的球的中心C为旋转中心的转矩)以上的弯曲力矩的情况下，球面接头组件1发生滑动。借此，可以使从发动机侧的排气管2a向后消音器侧的排气管2b传递的振动衰减。

其次，对于垫片4及被安装垫片4的排气管2a更详细地进行说明。

图3(A)是垫片4正视图，图3(B)是图3(A)所示的垫片4的B-B剖视图，图3(C)是垫片4的后视图。

如上所述，垫片4是具有大直径侧端面40、小直径侧端面41以及球面状的外周面42的圆筒体，由金属网等加强材料和膨胀石墨等耐热材料形成。另外，如图所示，在排气管2a被***的***孔43的内周面44，沿着轴O方向形成多个肋45。肋45被赋予锥形，使其由垫片4的内周面44突出的突出量t从小直径侧端面41向着大直径侧端面40，即，从排气管2a的被安装垫片4的垫片安装部分23a的端部20a侧向着轴向方向内方减小。另外，这里，在圆周方向上等间隔地设置有三个肋45，但是，沿着轴O方向设置至少一个肋45即可。

图4(A)是从端部20a侧观察排气管2a的垫片安装部分23a的侧视图，图4(B)是排气管2a的垫片安装部分23a的轴向方向剖视图。

如图所示，在排气管2a的被安装垫片4的垫片安装部分23a的外周面21a，沿着轴O方向从端部20a向着轴向方向内方形成多个槽22a，所述槽22a收容形成在垫片4的内周面44上的肋45。槽22a在排气管2a的端部20a侧设定为相对于形成在垫片4的内周面44上的肋45过盈的深度d(参照图1(B))。另外，这里，在圆周方向上等间隔地设置三个槽22a，但是，也可以沿着轴O方向设置与形成在垫片4的内周面44上的肋45相应的数量的槽22a。

上面，对于本发明的第一种实施方式进行了说明。

在本实施方式中，在垫片4的内周面44，沿着轴O方向形成肋45，在被安装垫片4的排气管2a的外周面21a，沿着轴O方向从端部20a向轴向方向内方形成收容该肋45的槽22a。因此，在将垫片4安装到了排气管2a上时，由于肋45被收容到槽22a中，所以，不使得在将垫片4安装到排气管2a上时的轴O方向的摩擦力增大，就可以防止安装到排气管2a上的垫片4的旋转。从而，根据本实施方式，组装时的作业性优异，并且可以防止伴随着垫片的旋转而产生异响。

另外，在本实施方式中，对形成于垫片4的内周面44上的肋45赋予锥形，使其突出量t从小直径侧端面41向着大直径侧端面40减小。另外，将形成在排气管2a的外周面21a上的槽22a在排气管2a的端部20a侧设定为相对于肋45过盈的深度d。因此，可以容易地将垫片4安装到排气管2a上，另一方面，在排气管2a的端部20a侧，肋45与槽22a可靠地接触并压缩变形，由此，可以防止垫片4从排气管2a上脱落。

另外，在本实施方式中，在垫片4的内周面44形成肋45，所述肋45被赋予锥形,以使其突出量t从小直径侧端面41向大直径侧端面40减小，并且，在排气管2a的外周面21a形成槽22，所述槽22在排气管2a的端部20a侧设定为相对于肋45过盈的深度d。但是，本发明并不局限于此。

例如，也可以在排气管2a的外周面21a形成肋，所述肋被赋予锥形,使得从外周面21a的突出量从被安装垫片4的端部20a向着轴向方向内方增加，在垫片4的内周面44，在大直径侧端面40侧形成被设定为相对于该肋过盈的深度的槽。

或者，也可以在排气管2a的外周面21a形成槽，所述槽被赋予锥形,以使其从被安装垫片4的端部20a向轴向方向内方变浅，在垫片4的内周面44形成肋，所述肋在大直径侧端面40侧被设定为相对于该槽过盈的突出量。

或者，也可以在垫片4的外周面44形成槽，所述槽被赋予锥形，以使其从大直径侧端面40向小直径侧端面41变浅，在排气管2a的外周面21a形成肋，所述肋在被安装垫片4的端部20a处被设定为相对于该槽过盈的突出量。

<第二种实施方式>

下面，对于本发明的第二种实施方式进行说明。

图5(A)是根据本发明的第二种实施方式的球面接头组件1’的剖视图，图5(B)是图5(A)所示的球面接头组件1’的C部分放大图，图5(C)是图5(A)所示的球面接头组件1’的D部分放大图。这里，对于与图1所示的球面接头组件1具有相同功能的部分赋予相同的附图标记。

如图所示，根据本实施方式的球面接头组件1’与根据第一种实施方式的球面接头组件1的不同点在于，设置排气管2’a以及垫片4’以代替排气管2a和垫片4。其它结构与根据第一种实施方式的球面接头组件1相同。

图6(A)是垫片4’的正视图，图6(B)是图6(A)所示的垫片4’的E-E剖视图，图6(C)是垫片4’的后视图，图6(D)是图6(B)所示的垫片4’的F部分放大图。这里，对于与图3所示的垫片4具有相同功能的部分赋予相同的附图标记。

如上所述，垫片4’是具有大直径侧端面40、小直径侧端面41以及球面状的外周面42的圆筒体，利用金属网等加强材料及膨胀石墨等耐热材料形成。另外，如图所示，在被排气管2’a***的***孔43的内周面44的小直径侧端面41侧，沿着轴O方向形成多个肋45’。肋45’被赋予锥形，使其圆周方向的宽度h从小直径侧端面41向大直径侧端面40，即从排气管20’a的被安装垫片4’的垫片安装部分23’a的端部20a向轴向方向内方减小。另外，这里，在圆周方向上等间隔地设置三个肋45’，但是，沿着轴O方向设置至少一个肋45’即可。

图7(A)是从端部20a侧观察排气管2’a的垫片安装部分23’a的侧视图，图7(B)是排气管2’a的垫片安装部分23’a的轴向方向剖视图。这里，对于与图4所示的排气管2具有相同功能的部分赋予相同的附图标记。

如图所示，在排气管2’a的被安装垫片4’的垫片安装部分23’a的外周面21a，沿着轴O方向从端部20a侧向轴向方向内方形成切口24’a，所述切口24’a与形成在垫片4’的内周面44上的肋45’嵌合。切口24’a形成三角形形状，所述三角形形状以端部20a作为底边，在轴向方向内方侧，具有相对于形成在垫片4’的内周面44上的肋45’过盈的宽度j(参照图5(B)及图5(C))。另外，这里，在圆周方向上等间隔地设有三个切口24’a，但是，也可以沿着轴O方向设置与形成在垫片4’的内周面44上的肋45’相应的数目的切口24’a。

上面，对于本发明的第二种实施方式进行了说明。

在本实施方式中，在垫片4’的内周面44，沿着轴O方向形成肋45’，在被安装垫片4’的排气管2’a的端部20a，沿着轴O方向从端部20a向轴向方向内方形成与该肋4’嵌合的切口24’a。因此，由于在将垫片4’安装到了排气管2’a上时，肋45’与切口24’a嵌合，所以，不会增大将垫片4’安装到排气管2’a上时的轴O方向的摩擦力，可以防止被安装到排气管2’a上的垫片4’的旋转。从而，根据本实施方式，组装时的作业性优异，并且可以防止伴随着垫片的旋转发生异响。

另外，在本实施方式中，对于形成于垫片4’的内周面44上的肋45’赋予锥形，使其圆周方向的宽度h从小直径侧端面41向大直径侧端面40减小。另外，将形成在排气管2’a的端部20a上的切口24’a形成三角形形状，所述三角形形状以端部20a作为底边，在轴向方向内方侧，具有相对于形成在垫片4’的内周面44上的肋45’过盈的宽度j。因此，能够容易地将垫片4’安装于排气管2’a，另一方面，在排气管2’a的轴向方向内方侧，肋45’与切口24’a可靠地接触并压缩变形，由此，能够防止垫片4’从排气管2’a脱落。

另外，在本实施方式中，将形成在排气管2’a的端部20a上的切口24’a形成三角形形状，所述三角形形状以端部20a作为底边，在轴向方向内方侧，具有相对于形成在垫片4’的内周面44上的肋45’过盈的宽度j。但是，本发明并不局限于此。例如，也可以将切口24’a形成梯形形状，所述梯形形状以端部20a作为底边，在轴向方向内方侧具有相对于肋45’过盈的宽度j。或者，例如，也可以将切口24’a形成矩形形状，所述矩形形状在排气管2’a的端部20a侧具有相对于肋45’过盈的宽度。

另外，在本实施方式中，对于形成在垫片4’的内周面44上的肋45’赋予锥形，使其圆周方向的宽度h从小直径侧端面41向大直径侧端面40减小，但是，本发明并不局限于此。在形成于排气管2’a的端部20a上的切口24’a形成三角形或梯形，所述三角形或梯形以端部20a作为底边，在轴向方向内方侧具有相对于肋45’过盈的宽度j的情况下，也可以不对肋45’赋予锥形。

另外，在本实施方式中，在垫片4’的内周面44，形成圆周方向的宽度h从排气管2’a的被安装垫片4’的端部20a向轴向方向内方减小的肋45’，并且，在排气管2’a的外周面21a形成三角形形状或者梯形形状的切口24’a，所述三角形形状或者梯形形状以垫片4’的位于排气管2’a的轴向方向外方的小直径侧端部41作为底边，在垫片4’的内侧具有相对于肋45’过盈的宽度j。但是，本发明并不局限于此。也可以在排气管2’a的外周面21a形成圆周方向的宽度h从排气管2’a的被安装垫片4’的端部20a向轴向方向内方扩展的肋，并且，在垫片4’的内周面形成三角形形状或者梯形形状的切口，所述三角形形状或者梯形形状以垫片4’的位于排气管2’a的轴向方向内方的大直径侧端面40作为底边、在垫片4’的内侧具有相对于所述肋过盈的宽度j。

另外，本发明并不受上述各种实施方式的限制，在其主旨的范围内，各种变形都是可能的。

例如，在上述实施方式中，以将汽车的排气管连接起来的球面接头组件作为例子进行了说明，但是，本发明并不局限于此。本发明可以广泛地应用于配备有排气管以及被安装到排气管上的垫片的垫片组件上。

附图标记说明

1、1’：球面接头组件，2a、2’a、2b：排气管，3：凸缘，4、4’：垫片，5：带凸缘的垫片座，6：带弹簧的螺栓，7：螺母，20a：排气管2a、2’a的端部，20b：排气管2b的端部，21a：排气管2a’、2’a的外周面，22a：排气管2a的槽，23a：排气管2a的垫片安装部分，23’a：排气管2’a的垫片安装部分，24’a：排气管2’a的切口，30：凸缘3的螺栓孔，40：垫片4、4’的大直径侧端面，41：垫片4、4’的小直径侧端面，42：垫片4、4’的外周面，43：垫片4、4’的***孔，44：***孔43的内周面，45、45’：垫片4、4’的肋，50：带凸缘的垫片座5的大直径开口部，51：带凸缘的垫片座5的小直径开口部，52：带凸缘的垫片座5的内周面，54：凸缘，55：凸缘54的螺栓孔。

Claims (6)

1.一种垫片组件，配备有垫片和被安装前述垫片的排气管，其特征在于，

在前述垫片的内周面以及前述排气管的外周面中的一个周面，具有沿着轴向方向形成的肋，并且，在另一个周面，具有沿着轴向方向形成且收容前述肋的槽，

前述肋形成于前述垫片的内周面，该肋的突出量从前述排气管的被安装前述垫片的端部向轴向方向内方减小，

在前述排气管的被安装前述垫片的端部，前述槽被设定为相对于被收容于该槽的前述肋过盈的深度。

2.如权利要求1所述的垫片组件，其特征在于，

前述垫片由包含金属网的加强材料和包含膨胀石墨的耐热材料构成。

3.如权利要求1所述的垫片组件，其特征在于，

前述垫片具有球面状的外周面。

4.如权利要求2所述的垫片组件，其特征在于，

前述垫片具有球面状的外周面。

5.一种球面接头组件，所述球面接头组件将排气管相互连接起来，其特征在于，配备有：

权利要求3所述的垫片组件；

与前述垫片组件的前述排气管连接起来的另外的排气管；以及

垫片座，所述垫片座设置在前述另外的排气管的端部，具有球面状的内周面，前述球面状的内周面与前述垫片组件的前述垫片的球面状的外周面滑动接触。

6.一种球面接头组件，所述球面接头组件将排气管相互连接起来，其特征在于，配备有：

权利要求4所述的垫片组件；

与前述垫片组件的前述排气管连接起来的另外的排气管；以及

垫片座，所述垫片座设置在前述另外的排气管的端部，具有球面状的内周面，前述球面状的内周面与前述垫片组件的前述垫片的球面状的外周面滑动接触。

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