(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１排気管（ａ）と第２排気管（ｂ）に両端部が接続され、両排気管（ａ），（ｂ）の伸縮等の変位を凹凸部の変形により吸収するベローズ（ｃ）と、
前記ベローズ（ｃ）の両端円筒部にそれぞれ連結され、径方向の立ち上がり部が形成された第１カラー（ｄ）と第２カラー（ｅ）と、
前記第１カラー（ｄ）と第２カラー（ｅ）の立ち上がり部に設けられ、弾性と耐熱性を持つ素材により形成された第１緩衝材（ｆ）と第２緩衝材（ｇ）と、
前記ベローズ（ｃ）の外周を覆い、前記第１緩衝材（ｆ）と第２緩衝材（ｇ）により両端部が支持される筒状の第１アウターカバー（ｈ）と、
前記ベローズ（ｃ）の凹凸部の外周を覆い、前記第１アウターカバー（ｈ）の内面中央部に一体に固定される筒状の第２アウターカバー（ｉ）と、
前記第１アウターカバー（ｈ）の両端部を内側に屈曲することで形成され、第１緩衝材（ｆ）と第２緩衝材（ｇ）とは管軸方向に間隔を介して配置される屈曲内面をベローズ（ｃ）の伸び方向最大変位を規制するストッパ面とする第１伸び変位ストッパ部（ｊ）と第２伸び変位ストッパ部（ｋ）と、
前記第２アウターカバー（ｉ）の両端部を内側に屈曲することで形成され、第１緩衝材（ｆ）と第２緩衝材（ｇ）とは管軸方向に間隔を介して配置される屈曲外面をベローズ（ｃ）の縮み方向最大変位を規制するストッパ面とする第１縮み変位ストッパ部（ｍ）と第２縮み変位ストッパ部（ｎ）と、
を備えていることを特徴とする自動車排気系用フレキシブルチューブ。
【請求項２】
請求項１記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、
前記第１アウターカバー（ｈ）に、ベローズ（ｃ）の外周空間に滞留する高温熱気を排除する気抜き孔（ｏ）を複数開孔したことを特徴とする自動車排気系用フレキシブルチューブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用排気系に取り付けられる第１排気管と第２排気管の変位を吸収するベローズを有する自動車排気系用フレキシブルチューブの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車排気系用フレキシブルチューブとしては、例えば、実開平３−４７４２１号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来のフレキシブルチューブは、図４に示すように、ベローズの外周の全体にワイヤメッシュを介して円筒形のシェルを設け、カラーとシェルの折り曲げ部分で形成した迷路構造内にもワイヤメッシュを配設した構成となっている。
【０００４】
そして、フレキシブルチューブに加わる引っ張り，圧縮，曲げ等の力に対しては、シェルとベローズとの間に充てんされたワイヤメッシュの弾性によりベローズの変形が穏やかに制限されるため、フレキシブルチューブの耐久寿命が向上する。さらに、堅いシェルでベローズの外周を覆っているため、車両走行中の飛び石等に対してベローズの破損を防止できる。ベローズの両端部を迷路構造とし迷路構造内にもワイヤメッシュが配設されているため、泥水等の浸入を防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動車排気系用フレキシブルチューブにあっては、下記に列挙するような問題点がある。
【０００６】
（１）  ベローズ変位入力に対しベローズの変形を穏やかに制限するべくベローズの変形と同時にワイヤメッシュが弾性変形するものであるため、フレキシブルチューブバネ定数は、ベローズバネ定数にワイヤメッシュバネ定数を加えることで決まり、伸び側と縮み側の変位量が増大するにしたがって大きくなる。また、ワイヤメッシュがベローズの外周全体を覆っているため、部分変形や部分脱落等によりベローズの谷部にワイヤメッシュが入り込んだ場合には、圧縮に対してベローズのバネ定数が高くなってしまう。
【０００７】
すなわち、ワイヤメッシュの充填状態によってベローズによる変位吸収性能が変化するため、ワイヤメッシュの充填管理が必要である。
【０００８】
よって、ベローズの変形を穏やかに制限する変位吸収性能を出すべくワイヤメッシュをベローズの外周全体に充填した場合、ワイヤメッシュによるバネ定数の上昇を考慮して予めベローズのバネ定数を低く設定しておく必要があり、ベローズの山数が多くなってフレキシブルチューブが大型となるし、ワイヤメッシュによる重量が加わってフレキシブルチューブが高重量となる。
【０００９】
（２）  シェルとベローズとの間に充填されているワイヤメッシュは、初期設定時点では均等な密度によるものであったとしても、使用により引っ張り，圧縮，曲げ等の力が繰り返して不規則に加わることで、ワイヤメッシュの粗密状態がある部分は非常に密である部分は非常に粗であるというように偏在してしまう。
【００１０】
このため、ベローズの伸びや縮みや曲げの最大変位規制量を安定して管理することができず、最大変位規制量が小さくなると変位吸収性に劣るし、最大変位規制量が大きくなるとベローズ耐久性を低下させる。
【００１１】
（３）  シェルの位置決めはワイヤメッシュでなされており、ワイヤメッシュは必須の構成要件となっているため、充填工数増やコスト増となる。
【００１２】
（４）  ベローズの内側は高温の排気ガスにより熱を受けるのに対し、ベローズの外側はワイヤメッシュを介してシェルで覆われることで熱の逃げ場がない構造であるため、長時間走行や高負荷走行等を行なった場合には、ベローズがきわめて高温となる。
【００１３】
このため、ベローズの素材変化や高温塩害腐食等の熱影響をベローズが受けてベローズの耐久性が低下する。
【００１４】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、第１の課題とするところは、自動車用排気系に取り付けられる第１排気管と第２排気管の変位を吸収するベローズを有する自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、ワイヤメッシュを用いない低コストで小型軽量の構成としながら、安定した変位規制量の管理とベローズの耐久性向上を達成することにある。
【００１５】
第２の課題とするところは、ベローズに対する熱影響を抑えながら、第１の課題を達成することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
（解決手段１）
上記第１の課題を達成するため請求項１記載の発明は、図１のクレーム対応図に示すように、第１排気管ａと第２排気管ｂに両端部が接続され、両排気管ａ，ｂの伸縮等の変位を凹凸部の変形により吸収するベローズｃと、
前記ベローズｃの両端円筒部にそれぞれ連結され、径方向の立ち上がり部が形成された第１カラーｄと第２カラーｅと、
前記第１カラーｄと第２カラーｅの立ち上がり部に設けられ、弾性と耐熱性を持つ素材により形成された第１緩衝材ｆと第２緩衝材ｇと、
前記ベローズｃの外周を覆い、前記第１緩衝材ｆと第２緩衝材ｇにより両端部が支持される筒状の第１アウターカバーｈと、
前記ベローズｃの凹凸部の外周を覆い、前記第１アウターカバーｈの内面中央部に一体に固定される筒状の第２アウターカバーｉと、
前記第１アウターカバーｈの両端部を内側に屈曲することで形成され、第１緩衝材ｆと第２緩衝材ｇとは管軸方向に間隔を介して配置される屈曲内面をベローズｃの伸び方向最大変位を規制するストッパ面とする第１伸び変位ストッパ部ｊと第２伸び変位ストッパ部ｋと、
前記第２アウターカバーｉの両端部を内側に屈曲することで形成され、第１緩衝材ｆと第２緩衝材ｇとは管軸方向に間隔を介して配置される屈曲外面をベローズｃの縮み方向最大変位を規制するストッパ面とする第１縮み変位ストッパ部ｍと第２縮み変位ストッパ部ｎと、
を備えていることを特徴とする。
【００１７】
作用を説明する。
【００１８】
エンジンや車体等から第１排気管ａと第２排気管ｂに管軸方向や曲げ方向や剪断方向の変位を与えるような振動が入力された時、その変位入力はベローズｃの変形により吸収される。
【００１９】
この変位吸収作用において、第１排気管ａと第２排気管ｂに両端部が接続されているのはベローズｃのみであり、両アウターカバーｈ，ｉは両緩衝材ｆ，ｇに対しわずかな接触面積にて弾性支持されている構成であるため、フレキシブルチューブのバネ定数は、規制を受けるまでの変位量領域においては、ほぼベローズｃの持つバネ定数のみにより決定されることになる。
【００２０】
よって、変位吸収性能の指針となるフレキシブルチューブバネ定数を、要求される変位吸収性能を出すレベルにするのに、ベローズ以外のバネ定数上昇要素を考慮する必要がなく、ベローズｃのバネ定数を要求バネ定数に設定するだけで良く、ベローズｃの山数が少なくなって、小型で軽量となる。
【００２１】
大きな伸び変位入力時には、第１アウターカバーｈの両端部を内側に屈曲することで形成された第１伸び変位ストッパ部ｊと第２伸び変位ストッパ部ｋが設けられているため、両排気管ａ，ｂの伸び変位に伴い第１緩衝材ｆと第２緩衝材ｇが管軸方向に移動すると、設定された間隔の間は第１アウターカバーｈの内面に接しながらスムーズに移動し、両伸び変位ストッパ部ｊ，ｋに当接すると両緩衝材ｆ，ｇの持つ弾性によりわずかな変形量により移動し、その後、両緩衝材ｆ，ｇは停止し、両緩衝材ｆ，ｇが連結されているベローズｃの伸び方向最大変位が規制され、ベローズｃの伸び切りが防止される。
【００２２】
大きな縮み変位入力時には、第２アウターカバーｉの両端部を内側に屈曲することで形成された第１縮み変位ストッパ部ｍと第２縮み変位ストッパ部ｎが設けられているため、両排気管ａ，ｂの縮み変位に伴い第１緩衝材ｆと第２緩衝材ｇが管軸方向に移動すると、設定された間隔の間は第１アウターカバーｈの内面に接しながらスムーズに移動し、両縮み変位ストッパ部ｍ，ｎに当接すると両緩衝材ｆ，ｇの持つ弾性によりわずかな変形量により移動し、その後、両緩衝材ｆ，ｇは停止し、両緩衝材ｆ，ｇが連結されているベローズｃの縮み方向最大変位が規制され、ベローズｃの縮み変形が防止される。
【００２３】
この変位規制時、ベローズｃの伸び方向最大変位も縮み方向最大変位も両緩衝材ｆ，ｇとストッパ面との間隔により規定されるため、この間隔を予め最適な間隔に設定しておくだけで、安定して変位規制量を管理することができる。
【００２４】
走行中、タイヤ等による石跳ねの時には、ベローズｃの外周が両アウターカバーｈ，ｉにより二重に覆われているため、石跳ねにより大きな外力が加わったとしてもベローズｃが損傷から保護される。
【００２５】
よって、両アウターカバーｈ，ｉによる損傷からの保護と、変位規制による伸び切りと縮み変形の防止とによって、ベローズｃの高耐久性が保証される。
【００２６】
（解決手段２）
上記第２の課題を達成するため請求項２記載の発明は、図１のクレーム対応図に示すように、請求項１記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、前記第１アウターカバーｈに、ベローズｃの外周空間に滞留する高温熱気を排除する気抜き孔ｏを複数開孔したことを特徴とする。
【００２７】
作用を説明すると、高温の排気ガスがベローズｃの内側を長時間にわたって流れると、ベローズｃが高温になると共に両アウターカバーｈ，ｉにより覆われたベローズｃの外周空間に高温熱気が滞留することになる。
【００２８】
これに対し、第１アウターカバーｈにはベローズｃの外周空間に連通する位置に気抜き孔ｏが複数開孔されているため、この高温熱気が気抜き孔ｏを介して外気に放出されることになり、ベローズｃの外周空間の温度を低く保つ。
【００２９】
よって、ベローズｃに対する熱影響が抑えられることで、ベローズｃの耐久性がさらに向上する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
まず、構成を説明する。
【００３２】
図２は請求項１，２記載の発明に対応する実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブを示す全体断面図である。
【００３３】
図２において、１は第１排気管、２は第２排気管、３はベローズ、４は第１カラー、５は第２カラー、６は第１緩衝材、７は第２緩衝材、８は第１アウターカバー、９は第２アウターカバー、１０は気抜き孔である。
【００３４】
前記ベローズ３は、第１排気管１と第２排気管２に両端部が接続され、両排気管１，２の伸縮等の変位を凹凸部３ａの変形により吸収する。ベローズ３の素材としては、厚み０．２ｍｍ（従来は厚み０．３ｍｍ）の薄肉板を２層重ね合わせることで山数を少なくしてバネ定数を低く抑えた薄肉多層品が使用される。
【００３５】
前記第１カラー４と第２カラー５は、ベローズ３の両端円筒部３ｂ，３ｂの外周位置にそれぞれ連結され、両カラー４，５のベローズ３側には径方向の立ち上がり部４ａ，５ａが形成される。
【００３６】
前記第１緩衝材６と第２緩衝材７は、第１カラー４の立ち上がり部４ａと第２カラー５の立ち上がり部５ａに設けられ、弾性と耐熱性を持つ素材により形成されている。両緩衝材６，７の使用素材としては、例えば、細いステンレスワイヤによる網状体を環状に圧縮成形した素材やこれに炭素を含浸させた素材等が用いられる。
【００３７】
前記第１アウターカバー８は、ベローズ３の外周を覆う筒状に形成され、前記第１緩衝材６と第２緩衝材７の先端面接触により両端部が支持される。
【００３８】
この第１アウターカバー８には、その両端部を内側に屈曲することで第１伸び変位ストッパ部８ａと第２伸び変位ストッパ部８ｂが形成され、第１緩衝材６と第２緩衝材７とは管軸方向に間隔ｔ１，ｔ１を介して配置される屈曲内面をベローズ３の伸び方向最大変位を規制するストッパ面とする。
【００３９】
前記第２アウターカバー９は、ベローズ３の凹凸部３ａの外周を覆う筒状に形成され、前記第１アウターカバー８の内面中央部に一体に固定される。
【００４０】
この第２アウターカバー９には、その両端部を内側に屈曲することで第１縮み変位ストッパ部９ａと第２縮み変位ストッパ部９ｂが形成され、第１緩衝材６と第２緩衝材７とは管軸方向に間隔ｔ２，ｔ２を介して配置される屈曲外面をベローズ３の縮み方向最大変位を規制するストッパ面とする。
【００４１】
尚、第１アウターカバー８には２つの伸び変位ストッパ部８ａ，８ｂが形成されることで１枚のプレート材にて形成した場合には組み立てることができない。よって、第１アウターカバー８は左右２分割による分割カバー部材とされ、一方の分割カバー部材と第２アウターカバー９とを予め溶接固定しておき、組み立て時に他方の分割カバー部材を一体に溶接することで二重アウターカバー構造としている。
【００４２】
前記気抜き孔１０は、ベローズ３の外周空間に滞留する高温熱気を排除するべく、第１緩衝材６と第１縮み変位ストッパ部９ａとの間に連通する位置と第２緩衝材７と第２縮み変位ストッパ部９ｂとの間に連通する位置の第１アウターカバー８に複数開孔されている。
【００４３】
次に、作用を説明する。
【００４４】
［変位吸収作用］
エンジンや車体等から第１排気管１と第２排気管２に管軸方向や曲げ方向や剪断方向の変位を与えるような振動が入力された時、その変位入力はベローズ３の変形により吸収される。
【００４５】
この変位吸収作用において、第１排気管１と第２排気管２に両端部が接続されているのはベローズ３のみであり、両アウターカバー８，９は両緩衝材６，７に対しわずかな接触面積にて弾性支持されている構成であるため、フレキシブルチューブのバネ定数は、規制を受けるまでの変位量領域においては、ほぼベローズ３の持つバネ定数のみにより決定されることになる。
【００４６】
すなわち、図３に示すように、伸び側の変位の場合には間隔（ｔ１＋ｔ１）以下、縮み側の変位の場合には間隔（ｔ２＋ｔ２）以下の変位量領域においては、フレキシブルチューブのバネ定数ｋは、ほぼベローズ３の持つバネ定数ｋ０  に保たれ、この変位領域を超えると両緩衝材６，７の圧縮変位が加わることでバネ定数が上昇する特性を示す。
【００４７】
一方、従来のベローズの外周部にワイヤメッシュを充填したフレキシブルチューブの場合、変位入力に対してベローズととワイヤメッシュの変形により対応するため、図３の点線特性に示すように、伸び側あるいは縮み側に変位すると直ちにバネ定数が上昇する特性を示す、この結果、図３のハッチングで示す部分が従来のフレキシブルチューブと対比した場合の本発明のバネ定数低減代となる。
【００４８】
よって、変位吸収性能の指針となるフレキシブルチューブバネ定数ｋを、要求される変位吸収性能を出すレベルにするのに、ベローズ３以外のバネ定数上昇要素を考慮する必要がなく、ベローズ３のバネ定数ｋ０  を要求バネ定数に設定するだけで良く、ベローズ３の山数が少なくなって、小型で軽量のフレキシブルチューブとすることができる。
【００４９】
［変位規制作用］
大きな伸び変位入力時には、第１アウターカバー８の両端部を内側に屈曲することで形成された第１伸び変位ストッパ部８ａと第２伸び変位ストッパ部８ｂが設けられているため、両排気管１，２の伸び変位に伴い第１緩衝材６と第２緩衝材７が管軸方向に移動すると、設定された間隔ｔ１の間は第１アウターカバー８の内面に接しながらスムーズに移動し、両伸び変位ストッパ部８ａ，８ｂに当接すると両緩衝材６，７の持つ弾性によりわずかな変形量により移動し、その後、両緩衝材６，７は停止し、両緩衝材６，７が連結されているベローズ３の伸び方向最大変位が規制され、ベローズ３の伸び切りが防止される。
【００５０】
大きな縮み変位入力時には、第２アウターカバー９の両端部を内側に屈曲することで形成された第１縮み変位ストッパ部９ａと第２縮み変位ストッパ部９ｂが設けられているため、両排気管１，２の縮み変位に伴い第１緩衝材６と第２緩衝材７が管軸方向に移動すると、設定された間隔ｔ２の間は第１アウターカバー８の内面に接しながらスムーズに移動し、両縮み変位ストッパ部９ａ，９ｂに当接すると両緩衝材６，７の持つ弾性によりわずかな変形量により移動し、その後、両緩衝材６，７は停止し、両緩衝材６，７が連結されているベローズ３の縮み方向最大変位が規制され、ベローズ３の縮み変形が防止される。
【００５１】
この変位規制時、ベローズ３の伸び方向最大変位も縮み方向最大変位も両緩衝材６，７とストッパ面との間隔ｔ１，ｔ２により規定されるため、この間隔ｔ１，ｔ２を予めベローズ３の凹凸形状が塑性変形するに至らない変形量となる最適な間隔に設定しておくだけで、バネ定数を変えることなく安定して変位規制量を管理することができる。
【００５２】
［ベローズ保護作用］
走行中、タイヤ等による石跳ねの時には、ベローズ３の外周が両アウターカバー８，９により二重に覆われているため、石跳ねにより大きな外力が加わったとしてもベローズ３が損傷から保護される。
【００５３】
［ベローズ熱影響低減作用］
高温の排気ガスがベローズ３の内側を長時間にわたって流れると、ベローズｃが高温になると共に両アウターカバー８，９により覆われたベローズ３の外周空間に高温熱気が滞留することになる。
【００５４】
これに対し、第１アウターカバー８にはベローズ３の外周空間に連通する位置に気抜き孔１０が複数開孔されているため、この高温熱気が気抜き孔１０を介して外気に放出されることになり、ベローズ３の外周空間の温度を低く保ち、ベローズ３の素材変化や高温塩害腐食等の熱影響をベローズ３が受けるのが防止される。尚、高温塩害腐食に関しては、ベローズ３の高温化を防止するばかりでなく、塩分を含んだ水がベローズ３の外周に浸入してきた場合、気抜き孔１０が塩水を排除するという作用もする。
【００５５】
よって、第１に、変位規制による伸び切りと縮み変形の防止と、第２に、両アウターカバー８，９による損傷からの保護と、第３に、気抜き孔１０による高温か防止とによって、ベローズｃの高耐久性が保証される。
【００５６】
次に、効果を説明する。
【００５７】
（１）第１排気管１と第２排気管２に両端部が接続されたベローズ３と、ベローズ３の両端円筒部にそれぞれ連結された第１カラー４と第２カラー５と、両カラー４，５の立ち上がり部４ａ，５ａに設けられた第１緩衝材６と第２緩衝材７と、ベローズ３の外周を覆い、第１緩衝材６と第２緩衝材７により両端部が支持された二重筒状の第１アウターカバー８と第２アウターカバー９と、第１アウターカ８の両端部を内側に屈曲することで形成された第１伸び変位ストッパ部８ａと第２伸び変位ストッパ部８ｂと、第２アウターカバー９の両端部を内側に屈曲することで形成された第１縮み変位ストッパ部９ａと第２縮み変位ストッパ部９ｂを備えている構成としたため、ワイヤメッシュを用いない低コストで小型軽量の構成としながら、安定した変位規制量の管理とベローズ３の耐久性向上を達成することができる。
【００５８】
（２）第１アウターカバー８にはベローズ３の外周空間に連通する位置に気抜き孔１０を複数開孔したため、ベローズ３の外周空間の温度を低く保たれ、ベローズ３に対する熱影響を抑えることができる。
【００５９】
（他の実施の形態）
実施の形態１では、緩衝材として、細いステンレスワイヤによる網状体を環状に圧縮成形したメッシュ部材を用いる例を示したが、耐熱性と弾性を併せて満足する素材であれば他の部材を用いても良い。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明にあっては、自動車用排気系に取り付けられる第１排気管と第２排気管の変位を吸収するベローズを有する自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、第１排気管と第２排気管に両端部が接続されたベローズと、ベローズの両端円筒部にそれぞれ連結された第１カラーと第２カラーの立ち上がり部に設けられた第１緩衝材と第２緩衝材と、両緩衝材により両端部が支持されたベローズの外周を覆う二重筒状の第１アウターカバーと第２アウターカバーと、第１アウターカバーの両端部を内側に屈曲することで形成された第１伸び変位ストッパ部と第２伸び変位ストッパ部と、第２アウターカバーの両端部を内側に屈曲することで形成された第１縮み変位ストッパ部と第２縮み変位ストッパ部を備えた構成としたため、ワイヤメッシュを用いない低コストで小型軽量の構成としながら、安定した変位規制量の管理とベローズの耐久性向上を達成することができるという効果が得られる。
【００６１】
請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、第１アウターカバーに、ベローズの外周空間に滞留する高温熱気を排除する気抜き孔を複数開孔したため、ベローズに対する熱影響を抑えながら、上記請求項１記載の発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車排気系用フレキシブルチューブを示すクレーム対応図である。
【図２】本発明実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブを示す半断面図である。
【図３】本発明実施の形態の自動車排気系用フレキシブルチューブと従来の自動車排気系用フレキシブルチューブとのバネ定数比較特性図である。
【図４】従来の自動車排気系用フレキシブルチューブを示す断面図である。
【符号の説明】
ａ  第１排気管
ｂ  第２排気管
ｃ  ベローズ
ｄ  第１カラー
ｅ  第２カラー
ｆ  第１緩衝材
ｇ  第２緩衝材
ｈ  第１アウターカバー
ｉ  第２アウターカバー
ｊ  第１伸び変位ストッパ部
ｋ  第２伸び変位ストッパ部
ｍ  第１縮み変位ストッパ部
ｎ  第２縮み変位ストッパ部
【図１】
0003582748.tif 000002
【図２】
0003582748.tif 000003
【図３】
0003582748.tif 000004
【図４】
0003582748.tif 000005