(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに連結される一対のパイプ材を接続するベローズ管を有するパイプ材のフレキシブル連結構造であって、一方のパイプ材の端部に、上記ベローズ管の外周部を被覆するカバー部材を設けるとともに、このカバー部材の先端部に、内周方向に突出する突部を設け、かつ他方のパイプ材の端部に、上記カバー部材の先端部の前後移動を規制する規制部材と、カバー部材の突部の前面に圧接されてこれを後方側に付勢する皿ばねからなる第１付勢部材と、上記突部の後面に圧接されてこれを前方側に付勢する皿ばねからなる第２付勢部材とを設けたことを特徴とするパイプ材のフレキシブル連結構造。
【請求項２】
規制部材の設置部に、皿ばねからなる第１，第２付勢部材の内周面を支持するスペーサを配設したことを特徴とする請求項１記載のパイプ材のフレキシブル連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の排気管等を構成するパイプ材のフレキシブル連結構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平５−１５３２号公報に示されるように、自動車用エンジンの排気管を構成する第１パイプ材と、第２パイプ材との連結部にベローズ管を配設するとともに、このベローズ管を覆うように第１サポートカバーと第２サポートカバーとを設け、上記第１サポートカバーにピン部材を取り付けるとともに、第２サポートカバーにキャップ部材を取り付け、上記ピン部材とキャップ部材との間に、ワイヤーメッシュからなる緩衝材を配設してなる排気管用フレキシブルパイプ装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の従来装置では、図２に示すように、自動車の前部に横置き式に設置されたエンジンＥの作動時に発生する回転振動等に応じ、第１パイプ材１を揺動変位させる矢印Ａ方向の荷重が作用した場合に、上記ピン部材およびキャップ部材の軸心Ｏを支点にして第１パイプ材１の揺動変位が許容されるため、この第１パイプ材１の振動が排気管の下流側に伝達されるのを防止できるという利点を有する。この反面、上記ピン部材を第１サポートカバーに溶接して上記緩衝材を設置した後、上記キャップ部材を第２サポートカバーに溶接して固定するように構成されており、その組み付け作業が繁雑であるとともに、部品点数が多いため、製造コストが高くつくという問題があった。
【０００４】
また、上記キャップ部材を第２サポートカバーの外方側に突設させる必要があるので、上記排気管用フレキシブルパイプ装置の外径が大きくなることが避けられない。したがって、このフレキシブルパイプ装置がエンジンルーム内の周辺機器に干渉することのないように、大きな取り付けスペースを確保する必要があり、その設置位置が制限されるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、外径を大きくすることなく、一対のパイプ材の連結部に作用する荷重を効果的に支持してベローズ管を保護することができるパイプ材のフレキシブル連結構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、互いに連結される一対のパイプ材を接続するベローズ管を有するパイプ材のフレキシブル連結構造であって、一方のパイプ材の端部に、上記ベローズ管の外周部を被覆するカバー部材を設けるとともに、このカバー部材の先端部に、内周方向に突出する突部を設け、かつ他方のパイプ材の端部に、上記カバー部材の先端部の前後移動を規制する規制部材と、カバー部材の突部の前面に圧接されてこれを後方側に付勢する皿ばねからなる第１付勢部材と、上記突部の後面に圧接されてこれを前方側に付勢する皿ばねからなる第２付勢部材とを設けたものである。
【０００７】
上記構成によれば、パイプ材の連結部に、ベローズ管を伸長または圧縮させる荷重が作用すると、カバー部材の先端部の前後移動が規制部材によって規制されつつ、上記パイプ材の連結部に、ベローズ管を伸長または圧縮させる荷重が作用すると、皿ばねからなる第１，第２付勢部材が弾性変形することにより、上記荷重が吸収されることになる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、上記請求項１記載のパイプ材のフレキシブル連結構造において、規制部材の設置部に、皿ばねからなる第１，第２付勢部材の内周面を支持するスペーサを配設したものである。
【０００９】
上記構成によれば、金属メッシュ等からなるスペーサによって皿ばねからなる第１，第２付勢部材の内周面が支持されることにより、これらの第１，第２付勢部材がその径方向に移動することが拘束されつつ、パイプ材の連結部に、ベローズ管を伸長または圧縮させる方向に荷重が作用した場合に、上記第１，第２付勢部材の内端部がスペーサに沿って摺動することが許容されることになる。
【００１０】
【実施の形態】
図１は、本発明に係るパイプ材のフレキシブル連結構造の実施形態を示している。このパイプ材のフレキシブル連結構造は、図外の排気マニホールド等に接続された第１パイプ材１と、その下流側部に配設された第２パイプ材２との連結部に設けられている。
【００１１】
上記第１パイプ材１と第２パイプ材２との連結部には、この両パイプ材１，２を接続するステンレス鋼製の薄板等からなるベローズ管３と、上記ベローズ管３の外周部を被覆するカバー部材４と、このカバー部材４の先端部の前後移動を規制する規制部材５とが設けられている。また、第１パイプ材１には、上記ベローズ管３の内周面に沿って後方側、つまり第２パイプ材２の設置部側に伸びるステンレス鋼管等からなるインナパイプ６が取り付けられている。
【００１２】
上記カバー部材４は、ベローズ管３の一側端部およびインナパイプ６の基端部にスポット溶接等またはかしめ等の手段で一体に接合されるとともに、第１パイプ材１の端部に溶接される等により取り付けられた第１カバー７と、この第１カバー７の先端部に溶接等の手段で固着された第２カバー８とからなっている。
【００１３】
上記カバー部材４の第１カバー７は、円筒状の取付部９と、この取付部９の先端部から外周方向に伸びる起立壁部１０と、この起立壁部１０の外周部から第２パイプ材２側に伸びる外壁部１１とを有している。また、上記カバー部材４の第２カバー８は、上記第１カバー７の外壁部１１の先端部に固着された筒状の外壁部１２と、その先端部から内周方向に伸びるリング状の突部１３とからなっている。
【００１４】
上記規制部材５は、ベローズ管３の他側端部にスポット溶接等またはかしめ等の手段で一体に接合されるとともに、第２パイプ材２の端部に溶接される等により取り付けられた第１規制部材１４と、この第１規制部材１４の基端部外周面に溶接等の手段で固着された第２規制部材１５とからなっている。上記第１規制部材１４は、円筒状の取付部１６と、この取付部１６の先端部から外周方向に伸びる起立壁部１７とを有している。また、上記第２規制部材１５は、円筒状の取付部１８と、この取付部８の先端部から外周方向に伸びる起立壁部１９とを有している。
【００１５】
そして、上記第１規制部材１４の起立壁部１７と、第２規制部材１５の起立壁部１９とが所定間隔を置いて相対向して設置されるとともに、上記カバー部材４の先端部に設けられた突部１３が上記両起立壁部１７，１９の間に嵌入されるように、この両起立壁部１７，１９の突設位置および突出量等が設定されている。
【００１６】
また、上記第１規制部材１４の起立壁部１７と、カバー部材４の突部１３との間には、この突部１３の前面に圧接されてこれを後方側に付勢する皿ばねからなる第１付勢部材２０が配設され、かつ上記第２規制部材１５の起立壁部１９と、上記カバー部材４の突部１３との間には、この突部１３の後面に圧接されてこれを前方側、つまり第１パイプ材１の設置部側に付勢する皿ばねからなる第２付勢部材２１が配設されている。
【００１７】
さらに、上記第１規制部材１４の起立壁部１７と、第２規制部材１５の起立壁部１９と間には、上記皿ばねからなる第１，第２付勢部材２０，２１の内周面を支持するスペーサ２２が配設されている。このスペーサ２２は、マイカまたはカーボン等の耐火材をステンレスメッシュ等によって補強してなる素材により円筒状に形成された金属メッシュからなっている。
【００１８】
上記第１パイプ材１および第２パイプ材２を連結するには、まずインナパイプ６の基端部およびベローズ管３の一側端部を第１カバー７の取付部９に固着するとともに、ベローズ管３の他側端部を第１規制部材１４の取付部１６に固着することによって仮止めする。次に、上記第１規制部材１４の取付部１６上に、上記第１付勢部材２０と、第２カバー１３と、第２付勢部材２１と、第２規制部材１５とを設置した後、上記第２規制部材１５の取付部１８を上記第１規制部材１４の基端部外周面に固着するとともに、上記第２カバー８の基端部を第１カバー７の外壁部１１に固着する。
【００１９】
なお、第２規制部材１５の取付部１８を上記第１規制部材１４の基端部外周面に固着する際には、この第１，第２規制部材１４，１５の起立壁部１７，１９の間に、上記第１，第２付勢部材２０，２１がそれぞれ弾性変形した状態で配設されるように、上記両起立壁部１７，１９の設置間隔を設定した状態で、上記第１規制部材１４と第２規制部材１５とを溶接等の手段で固着する。
【００２０】
そして、上記カバー部材４の取付部９および規制部材５の取付部１６に第１パイプ材１および第２パイプ材２をそれぞれ嵌入してこれらを溶接することにより、上記ベローズ管３、カバー部材４、規制部材５および第１，第２付勢部材２０，２１等によって第１パイプ材１と第２パイプ材２とを互いに連結する。
【００２１】
このように互いに連結される一対のパイプ材１の一方の端部に、上記ベローズ管３の外周部を被覆するカバー部材４を設けるとともに、このカバー部材４の先端部に、内周方向に突出する突部１３を設け、かつ上記両パイプ材１，２の他方の端部に、上記カバー部材４の突部１３の前後移動を規制する第１，第２規制部材１４，１５と、上記カバー部材４の突部１３をベローズ管３の軸方向に付勢する第１，第２付勢部材２０，２１を配設したため、簡単な構成で両パイプ材１，２の連結部を長期間に亘り適正な連結状態に維持することができる。
【００２２】
すなわち、上記第１，第２パイプ材１，２の連結部に配設されたベローズ管３を伸縮させる方向に小さな振動荷重が作用した場合には、上記第１，第２付勢部材２０，２１が弾性変形することによって上記振動荷重が吸収され、第１パイプ材１側から上記連結部に伝達された振動荷重が第２パイプ材２側に伝達されるのを防止することができるとともに、第２パイプ材２側から上記連結部に伝達された振動荷重が第１パイプ材１側に伝達されるのを防止することができる。
【００２３】
また、上記第１，第２パイプ材１，２内を通る排気ガス等によって両パイプ材１，２が加熱されて大きく熱膨張し、あるいはエンジンＥが横置き式に設置された自動車の急発進時または悪路走行時に大きなエンジンＥの駆動力および路面から大きな反力が作用する等により、第１，第２付勢部材２０，２１の変形によって吸収できない大きな圧縮荷重Ｂが作用した場合には、上記カバー部材４の突部１３と、第２規制部材１５の起立壁部１９とが上記荷重Ｂの支持部材として機能することになる。したがって、上記ベローズ管３の全長を大きくすることなく、上記両パイプ材１，２の熱膨張およびエンジンＥの駆動力等に起因した大きな圧縮荷重Ｂを上記突部１３および起立壁部１７との間で確実に支持し、上記ベローズ管３の損傷を防止することができる。
【００２４】
さらに、寒冷時等に両パイプ材１，２が冷却されて熱収縮し、あるいは上記自動車の急後退時または悪路走行時に大きなエンジンＥの駆動力および路面から大きな反力が作用する等により、第１，第２付勢部材２０，２１の変形によって吸収できない大きな圧縮荷重Ｃが、ベローズ管３を伸長させる方向に作用した場合には、上記カバー部材４の突部１３と、第１規制部材１４の起立壁部１７とが上記荷重Ｃの支持部材として機能することになる。したがって、上記ベローズ管３の全長を大きくすることなく、上記ベローズ管３を伸長させる方向に作用する上記収縮荷重Ｃを上記突部１３と起立壁部１９との間で確実に支持し、上記ベローズ管３の損傷を防止することができる。
【００２５】
さらに、図２に示すように、自動車の前部に横置き式に設置されたエンジンＥの作動時に発生する回転振動等に応じ、両パイプ材１，２の連結部を支点に、第１パイプ材１または第２パイプ材を上下に揺動変位させて上記連結部を曲げ変形させる振動荷重が作用した場合には、上記カバー部材４の突部１３と、第１，第２規制部材１４，１５の起立壁部１７，１９との間に配設された第１，第２付勢部材２０，２１の上方部および下方部が交互に弾性変形することにより、第１，第２パイプ材１，２の揺動変位が許容されるため、両パイプ材１，２の一方から入力された振動が他方に伝達されるのを防止することができる。
【００２６】
しかも、上記突部１３をカバー部材４の先端部から内周方向に突設するとともに、この突部１３と、上記第１，第２規制部材１４，１５との間に、上記第１，第２付勢部材２０，２１を配設するように構成したため、フレキシブル連結構造の外径を大きくすることなく、上記荷重Ｂ，Ｃによってベローズ管３が損傷するのを効果的に防止することができるとともに、自動車の走行時に路面から飛来する小石等から上記ベローズ管３を効果的に保護することができる。
【００２７】
また、上記実施形態では、第１規制部材１４の取付部１６上に、上記皿ばねからなる第１，第２付勢部材２０，２１の内周面を支持する金属メッシュ等からなるスペーサ２２を配設したため、第１，第２付勢部材２０，２１がその径方向に移動してがたつきが生じるのを上記スペーサ２２によって防止しつつ、上記ベローズ管３を伸長または圧縮させる方向に荷重が作用した場合に、上記第１，第２付勢部材２０，２１の内端部を上記スペーサ２２に沿ってスムーズに摺動させることができる。
【００２８】
また、上記のように第１，第２規制部材１４，１５の起立壁部１７，１９の間に、上記第１，第２付勢部材２０，２１をそれぞれ弾性変形させた状態で配設することにより、両付勢部材２０，２１に初期荷重を付与するように構成した場合には、この第１，第２付勢部材２０，２１の付勢力に応じて通常時に上記第１パイプ材１と第２パイプ材２とを安定した連結状態に維持することができる。
【００２９】
さらに、上記実施形態では、ベローズ管３の内周面に沿って第２パイプ材２側に伸びるインナパイプ６を第１パイプ材１の端部に取り付け、この第１パイプ材１から連結部に導入された排気ガスを上記インナパイプ６によって案内するように構成したため、上記排気ガスがベローズ管３に接触して気流の乱れにより流速が低下するという事態の発生を効果的に防止することができるとともに、上記ガスがベローズ管３に衝突することに起因した異音の発生およびベローズ管３の熱劣化等を確実に抑制することができる。なお、上記インナパイプ６を省略した構造としてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、別体に形成された第１規制部材１４と第２規制部材１５とによって規制部材５を構成した例について説明したが、円筒体の両端部を外周方向に折り曲げて一対の起立壁部を形成してなる単一の規制部材を第２パイプ材２の端部に設けた構造としてもよい。さらに、別体に形成された上記第１カバー７と上記第２カバー８とを接合することによりカバー部材４を形成してなる上記構成に代え、一枚の板材を折り曲げることにより、カバー部材４を構成するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明は、互いに連結される一対のパイプ材の一方の端部に、ベローズ管の外周部を被覆するカバー部材を設けるとともに、このカバー部材の先端部に、内周方向に突出する突部を設け、かつ他方のパイプ材の端部に、上記カバー部材の突部の前後移動を規制する規制部材と、カバー部材の突部の前面に圧接されてこれを後方側に付勢する皿ばねからなる第１付勢部材と、上記突部の後面に圧接されてこれを前方側に付勢する皿ばねからなる第２付勢部材とを設けたため、両パイプ材の連結部の外径を大きくすることなく、この連結部に作用する小さな振動荷重等を上記第１，第２付勢部材により吸収することができるとともに、上記連結部に作用する大きな荷重を上記規制部材により支持することができる。
【００３２】
したがって、上記パイプ材の連結部の設置スペースを容易に確保することができるとともに、簡単な構成で両パイプ材の一方から上記連結部に入力された振動荷重が他方のパイプ材側に伝達されるのを抑制することができ、さらにベローズ管の全長を大きくすることなく、その損傷を効果的に防止できるという利点がある。しかも、カバー部材の突部の前面に圧接される皿ばねからなる第１付勢部材と、上記突部の後面に圧接される皿ばねからなる第２付勢部材とを設けたため、両パイプ材の連結部に振動荷重等が作用した場合に、上記両付勢部材を弾性変形させることにより、上記振動荷重等を効果的に吸収することができるという利点がある。
【００３３】
また、請求項２に係る発明は、規制部材の設置部に、皿ばねからなる第１，第２付勢部材の内周面を支持するスペーサを配設したため、このスペーサによって上記付勢部材の径方向に移動を規制してそのがたつきを効果的に防止することができるとともに、上記ベローズ管を伸長または圧縮させる方向に作用する荷重に応じて上記付勢部材をベローズ管の軸方向に移動させる応力が生じた場合に、第１，第２付勢部材を上記スペーサに沿って摺動させることにより、上記両付勢部材の塑性変形を防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパイプ材のフレキシブル連結構造の実施形態を示す側面断面図である。
【図２】パイプ材のフレキシブル連結構造の設置状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１，２  パイプ材
３  ベローズ管
４  カバー部材
５  規制部材
１３  突部
２０  第１付勢部材
２１  第２付勢部材
２２  スペーサ
【図１】
0003591937.tif 000002
【図２】
0003591937.tif 000003