(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）の変位を吸収するベローズ（３）と、
前記ベローズ（３）の一端部に固定され、プレート材によりベローズ（３）の外周を覆う筒状に形成されるアウターカバー（５）と、
前記ベローズ（３）の他端部に固定され、アウターカバー（５）とは等間隔の空間を介して同心二重管とするサポートカラー（１０）と、
前記アウターカバー（５）とサポートカラー（１０）との中空円筒空間部に配置され、両バネ端部がアウターカバー（５）とサポートカラー（１０）にそれぞれ固定された円錐状コイルバネ（６）と、
前記円錐状コイルバネ（６）の両バネ端部に設けられ、アウターカバー（５）とサポートカラー（１０）にそれぞれコ字状切り込みを入れて形成された切り込みプレートを固定材とし、この切り込みプレートを用いたかしめ部とスポット溶接部により両バネ端部をそれぞれ固定するバネ端部固定構造（１１），（１２）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、
前記アウターカバー（５）を、ベローズ（３）の一端部に固定される第１カバー部（５ａ）と、該第１カバー部（５ａ）に一端が固定され、ベローズ（３）からサポートカラー（１０）まで延びる第２カバー部（５ｂ）により構成し、
前記第１カバー部（５ａ）と第２カバー部（５ｂ）との間に、走行風をベローズ（３）に取り込む通風口（１３）を設け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。
【請求項３】
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、
前記アウターカバー（５）を、ベローズ（３）の一端部に固定されてベローズ（３）の外周を覆う第３カバー部（５ｃ）と、サポートカラー（１０）の外周を覆う第４カバー部（５ｄ）により構成し、
前記第４カバー部（５ｄ）に、アウターカバー（５）側のバネ端部固定構造（１１）を設け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。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、
前記円錐状コイルバネ（６）の両バネ端に、アウターカバー（５）とサポートカラー（１０）にそれぞれコ字状切り込みを入れて形成された切り込みプレートをストッパ材とし、この切り込みプレートを立ち上げて両バネ端の周方向移動をそれぞれ規制するバネ端ストッパ構造（１４），（１５）を設け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、自動車用排気系のエンジン側に取り付けられる第１排気管とマフラ側に取り付けられる第２排気管の相対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】
従来の自動車排気系用フレキシブルチューブとしては、例えば、実開昭６１−１８７９１６号公報に記載のものが最も一般的に知られているし、また、実用化されている。この従来のフレキシブルチューブは、ベローズの外周をステンレス鋼線を織り込んで作られるアウターブレードにより覆った構成であるため、アウターブレードの製造のバラツキによりフレキシブルチューブのバネ定数が大きく影響されるし、部品単価が非常に高価である。よって、振動変位の吸収特性を確保するために採用される山数の多いベローズにより大型化し、また、製品コストもアウターブレードにより高コストとなる。
【０００３】
そこで、小型軽量、低コスト、高変位吸収性、高耐久性という要求性能を満足するフレキシブルチューブを提供することを目的とし、本出願人は、特開平９−３１７４６号公報に記載のアウターブレードを廃止したフレキシブルチューブを提案した。このフレキシブルチューブは、図６に示すように、アウターブレードに代えてアウターカバーを設け、ベローズの両端位置に設けたプロテクタとアウターカバーとの間に２つの平板圧縮バネを介装した構成としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平９−３１７４６号公報に記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにあっては、２つの平板圧縮バネを介装する構成であるため、軸方向長さが長くなってしまい、コンパクト性に欠けるし、また、アウターカバーを支持するバネとして平板圧縮バネが用いられているため、バネ自体が高価となり、大幅な低コスト化を望めないという問題点がある。
【０００５】
そこで、本出願人は、特願平９−６４７４４号や特願平９−１８６８１２号において、アウターカバーを１つのバネにより片持ち支持すると共に、バネを円錐状コイルバネとすることで、コンパクト性と低コスト化を図った自動車排気系用フレキシブルチューブを先に提案した。
【０００６】
この先行技術においては、円錐状コイルバネの両バネ端部をそれぞれ固定する必要があり、固定方法としては、(1) 溶接による固定方法、(2) かしめによる固定方法、(3) スリーブによりかしめて溶接により固定する方法があり、これらの固定方法の各種態様を特願平９−１８６８１２号において提案した。
【０００７】
しかし、(1) 溶接による固定方法にあっては、溶接熱によるバネ特性変化や溶接によるバネ強度低下を招くし、(2) かしめによる固定方法にあっては、かしめ力不足によりバネの緩みや外れが懸念されるし、(3) スリーブによりかしめて溶接により固定する方法にあっては、スリーブ部品の追加が要求されるという問題点をそれぞれ残している。
【０００８】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、円錐状コイルバネによりアウターカバーを片持ち支持する構成を採用することにより小型軽量・低コスト・高変位吸収性・高耐久性という要求性能を満足すると共に、バネ特性変化やバネ強度低下やバネの緩みやバネの外れや部品点数の追加がないバネ端部固定を達成する自動車排気系用フレキシブルチューブを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（解決手段１）
上記課題を達成するため請求項１記載の発明では、第１排気管と第２排気管に両端部が接続され、両排気管の変位を吸収するベローズと、
前記ベローズの一端部に固定され、プレート材によりベローズの外周を覆う筒状に形成されるアウターカバーと、
前記ベローズの他端部に固定され、アウターカバーとは等間隔の空間を介して同心二重管とするサポートカラーと、
前記アウターカバーとサポートカラーとの中空円筒空間部に配置され、両バネ端部がアウターカバーとサポートカラーにそれぞれ固定された円錐状コイルバネと、
前記円錐状コイルバネの両バネ端部に設けられ、アウターカバーとサポートカラーにそれぞれコ字状切り込みを入れて形成された切り込みプレートを固定材とし、この切り込みプレートを用いたかしめ部とスポット溶接部により両バネ端部をそれぞれ固定するバネ端部固定構造と、
を備えていることを特徴とする。
【００１０】
（解決手段２）
上記課題を達成するため請求項２記載の発明では、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、
前記アウターカバーを、ベローズの一端部に固定される第１カバー部と、該第１カバー部に一端が固定され、ベローズからサポートカラーまで延びる第２カバー部により構成し、
前記第１カバー部と第２カバー部との間に、走行風をベローズに取り込む通風口を設けたことを特徴とする。
【００１１】
（解決手段３）
上記課題を達成するため請求項３記載の発明では、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、
前記アウターカバーを、ベローズの一端部に固定されてベローズの外周を覆う第３カバー部と、サポートカラーの外周を覆う第４カバー部により構成し、
前記第４カバー部に、アウターカバー側のバネ端部固定構造を設けたことを特徴とする。
【００１２】
（解決手段４）
上記課題を達成するため請求項４記載の発明では、請求項１ないし請求項３記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、
前記円錐状コイルバネの両バネ端に、アウターカバーとサポートカラーにそれぞれコ字状切り込みを入れて形成された切り込みプレートをストッパ材とし、この切り込みプレートを立ち上げて両バネ端の周方向移動をそれぞれ規制するバネ端ストッパ構造を設けたことを特徴とする。
【００１３】
【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。
【００１４】
（実施の形態１）
実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブは請求項１，２，４記載の発明に対応する。
【００１５】
まず、構成を説明する。
【００１６】
［全体構成について］
図１は実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブの上半分を縦断した半断正面図、図２は実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブを車両前方側からみた図(イ) と車両後方側からみた図(ロ) である。
【００１７】
図１，２において、１は第１排気管、２は第２排気管、３はベローズ、５はアウターカバー、５ａは第１カバー部、５ｂは第２カバー部、６は円錐状コイルバネ、７はカラー、８はインナーブレード、９は水抜き孔、１０はサポートカラー、１１，１２はバネ端部固定構造、１３は通風口、１４，１５はバネ端ストッパ構造である。
【００１８】
前記ベローズ３は、エンジン側の第１排気管１とマフラ側の第２排気管２に両端部が接続され、両排気管１，２の変位を吸収する。このベローズ３の素材としては、厚み０．２ｍｍ（従来は０．３ｍｍ）のステンレス薄肉板を２層重ね合わせた電縫管を用い、バルジ成形により成形される山数を削減（従来２１〜２８山→１２山）しながらも従来と等価のバネ定数を得ている。
【００１９】
前記アウターカバー５は、プレート材によりベローズ３の外周を覆うべく筒状に形成されたパイプカバー部材で、ベローズ３の一端部に固定される第１カバー部５ａと、該第１カバー部５ａに一端が溶接固定され、ベローズ３からサポートカラー１０まで延びる第２カバー部５ｂにより構成されている。そして、第１カバー部５ａと第２カバー部５ｂとの間には、第１カバー部５ａの外周部に３か所の凹部を形成しておき、内周面が円形の第２カバー部５ｂと嵌合させ、凹部を除く位置の部分溶接により、走行風をベローズ３の外表面に取り込む通風口１３が設けられている。尚、ベローズ３の一端部の内側には、カラー７及びインナーブレード８が固定されている。
【００２０】
前記サポートカラー１０は、ベローズ３の他端部に固定され、アウターカバー５の第２カバー部５ｂとは等間隔の空間を介して同心二重管とされる。
【００２１】
前記円錐状コイルバネ６は、第２カバー部５ｂとサポートカラー１０との中空円筒空間部に配置され、両バネ端部が第２カバー部５ｂとサポートカラー１０にそれぞれ固定されている。この円錐状コイルバネ６の両バネ端部をそれぞれ固定するバネ端部固定構造１１，１２は、かしめ＋スポット溶接による固定構造である。
【００２２】
前記円錐状コイルバネ６の両バネ端には、アウターカバー５の第２カバー部５ｂとサポートカラー１０にそれぞれコ字状切り込みを入れて形成された切り込みプレートをストッパ材とし、この切り込みプレートを立ち上げて両バネ端の周方向移動をそれぞれ規制するバネ端ストッパ構造１４，１５が設けられている。
【００２３】
［バネ端部固定構造について］
図３は実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブのアウターカバー側バネ端部固定構造を示す図１のＡ方向矢視図(イ) とカラー側バネ端部固定構造を示す図１のＢ方向矢視図(ロ) 、図４はバネ端部固定構造の切り込みプレートを示す図で、１１ａはコ字状切り込み、１１ｂは切り込みプレート、１１ｃはかしめ部、１１ｄはスポット溶接部、１１ｅはクラック防止円弧部、１２ａはコ字状切り込み、１２ｂは切り込みプレート、１２ｃはかしめ部、１２ｄはスポット溶接部、１２ｅはクラック防止円弧部である。
【００２４】
前記円錐状コイルバネ６の大径側バネ端部固定構造１１は、図３(イ) に示すように、第２カバー部５ｂにコ字状切り込み１１ａを入れて形成された切り込みプレート１１ｂを固定材とし、この切り込みプレート１１ｂを用いたかしめ部１１ｃとスポット溶接部１１ｄによりバネ端部が２か所位置にて固定される。
【００２５】
前記円錐状コイルバネ６の小径側バネ端部固定構造１２は、図３(ロ) に示すように、サポートカラー１０にコ字状切り込み１２ａを入れて形成された切り込みプレート１２ｂを固定材とし、この切り込みプレート１２ｂを用いたかしめ部１２ｃとスポット溶接部１２ｄによりバネ端部が２か所位置にて固定される。
【００２６】
尚、バネ端部固定構造１１，１２でかしめ前にコ字状切り込み１１ａ，１２ａを打ち抜き加工する時は、図４に示すように、切り込みプレート１１ａ，１１ｂを基端部から立ち上げて屈曲させた時、屈曲部からクラックが生じないように、滑らかな弧面によるクラック防止円弧部１１ｅ，１２ｅを持つ打ち抜き加工とされる。
【００２７】
次に、作用効果を説明する。
【００２８】
［フレキシブルチューブ要求性能について］
まず、フレキシブルチューブへの要求性能としては、小型軽量・低コスト・高変位吸収性・高耐久性がある。これに対し、ベローズ３の山数削減とアウターカバー５の片持ちバネ支持により軸方向長さが短くなり小型軽量化が達成され、高価なアウターブレードの使用を廃止したことにより低コストが図られ、入力変位に対しては並列関係のベローズ３と円錐状コイルバネ６が追従して変形し高変位吸収性が達成され、さらに、ベローズ３と円錐状コイルバネ６による荷重分担とアウターカバー５による飛び石等からの保護により高耐久性が確保される。すなわち、実施の形態１のフレキシブルチューブは、小型軽量・低コスト・高変位吸収性・高耐久性という要求性能を併せて満足する。
【００２９】
［ベローズの加熱防止作用について］
フレキシブルチューブの内部は、高温の排気ガスが通過することで、熱影響をベローズ３がまともに受けて高温になることを繰り返すと、ベローズ３の耐久寿命が短くなってしまう。これに対し、管内を流れる排気ガス熱は、インナーブレード８により遮断されて、ベローズ３に直接熱を及ぼすことが防止されるし、また、インナーブレード８が赤熱し、輻射熱によりベローズ３が高温となるが、この場合、通風口１３から走行風がベローズ３の外表面に取り込まれ、ベローズ３を冷却してベローズ３が異常な高温になることが防止される。すなわち、インナーブレード８による熱遮断と、通風口１３からの走行風による冷却によりベローズ３の過剰な加熱が防止される。
【００３０】
［バネ端部固定作用について］
円錐状コイルバネ６のバネ端部固定構造１１，１２は、図３に示すように、第２カバー部５ｂとサポートカラー１０のそれぞれにコ字状切り込み１１ａ，１２ａを入れて形成された切り込みプレート１１ｂ，１２ｂを固定材とし、この切り込みプレート１１ｂ，１２ｂを用いたかしめ部１１ｃ，１２ｃとスポット溶接部１１ｄ，１２ｄによる固定としている。
【００３１】
よって、溶接固定のように円錐状コイルバネ６に直接溶接熱が加わることがなく、バネ特性変化やバネ強度低下が防止される。また、バネ端部をかしめた後に切り込みプレート１１ｂ，１２ｂをスポット溶接により固定するようにしているため、かしめのみによる固定のようにバネの緩みやバネの外れが防止される。さらに、固定材である切り込みプレート１１ｂ，１２ｂは第２カバー部５ｂとサポートカラー１０の一部を利用したものであるため、スリーブ等の部品を追加する必要がない。
【００３２】
［バネの回り防止作用について］
円錐状コイルバネ６の両バネ端には、アウターカバー５の第２カバー部５ｂとサポートカラー１０にそれぞれコ字状切り込みを入れて形成された切り込みプレートをストッパ材とし、この切り込みプレートを立ち上げて両バネ端の周方向移動をそれぞれ規制するバネ端ストッパ構造１４，１５が設けられている。
【００３３】
このため、かしめ部１１ｃ，１２ｃと円錐状コイルバネ６の間にガタが生じ、振動入力により円錐状コイルバネ６が周方向に移動しようとしてもバネ端ストッパ構造１４，１５とバネ端面との接触により円錐状コイルバネ６の周方向移動が規制される。また、切り込みプレートをストッパ材としているため、バネ端部固定と同様に、ストッパ部品を追加する必要がない。
【００３４】
（実施の形態２）
実施の形態２の自動車排気系用フレキシブルチューブは請求項１，３，４記載の発明に対応する。
【００３５】
図５は実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブの上半分を縦断した半断正面図である。
【００３６】
この実施の形態２は、アウターカバー５を、ベローズ３の一端部に固定されてベローズ３の外周を覆う第３カバー部５ｃと、サポートカラー１０の外周を覆う第４カバー部５ｄにより構成し、第４カバー部５ｄに、アウターカバー５側のバネ端部固定構造１１を設けた点で実施の形態１と相違する。
【００３７】
尚、実施の形態１と同一あるいは対応する構成には、同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
実施の形態１との作用効果の相違点は、第４カバー部５ｄとサポートカラー１０との間に円錐状コイルバネ６を予めバネ端部固定構造１１，１２により固定したサブアッシー品を用意しておき、これをベローズ３と第３カバー部５ｃに溶接して製品を組み立てることができ、フレキシブルチューブの組み立て容易性を得ることができる。尚、走行風によるベローズ冷却作用を除く他の作用効果については実施の形態１と同様である。
【００３９】
（他の実施の形態）
実施の形態１，２では、アウターカバー５を２分割溶接タイプとする例を示したが、一体型のアウターカバーとしてもよいし、また、３分割以上の分割型のアウターカバーとしても良い。
【００４０】
実施の形態１，２では、第１排気管１側をエンジン側とする例を示したが、第２排気管２側をエンジン側とする逆の使い方であっても良く、この場合、アウターカバーによるエンジン側排気系の重量増が抑えられ、振動性能を悪化させるようなことがない。また、通風口を設けた場合には、ベローズにより暖められた空気の逃がし口となる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の自動車排気系用フレキシブルチューブにあっては、第１排気管と第２排気管に両端部が接続され、両排気管の変位を吸収するベローズと、ベローズの一端部に固定され、プレート材によりベローズの外周を覆う筒状に形成されるアウターカバーと、ベローズの他端部に固定され、アウターカバーとは等間隔の空間を介して同心二重管とするサポートカラーと、アウターカバーとサポートカラーとの中空円筒空間部に配置され、両バネ端部がアウターカバーとサポートカラーにそれぞれ固定された円錐状コイルバネと、円錐状コイルバネの両バネ端部に設けられ、アウターカバーとサポートカラーにそれぞれコ字状切り込みを入れて形成された切り込みプレートを固定材とし、この切り込みプレートを用いたかしめ部とスポット溶接部により両バネ端部をそれぞれ固定するバネ端部固定構造と、を備えているため、円錐状コイルバネによりアウターカバーを片持ち支持する構成を採用することにより小型軽量・低コスト・高変位吸収性・高耐久性という要求性能を満足することができると共に、バネ特性変化やバネ強度低下やバネの緩みやバネの外れや部品点数の追加がないバネ端部固定を達成することができる。
【００４２】
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、アウターカバーを、ベローズの一端部に固定される第１カバー部と、該第１カバー部に一端が固定され、ベローズからサポートカラーまで延びる第２カバー部により構成し、第１カバー部と第２カバー部との間に、走行風をベローズに取り込む通風口を設けたため、請求項１記載の発明の効果に加え、通風口からの走行風によるベローズ冷却によりベローズの耐久寿命を延長することができる。
【００４３】
請求項３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、アウターカバーを、ベローズの一端部に固定されてベローズの外周を覆う第３カバー部と、サポートカラーの外周を覆う第４カバー部により構成し、第４カバー部に、アウターカバー側のバネ端部固定構造を設けたため、請求項１記載の発明の効果に加え、フレキシブルチューブの組み立て容易性を得ることができる。
【００４４】
請求項４記載の発明にあっては、請求項１ないし請求項３記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、円錐状コイルバネの両バネ端に、アウターカバーとサポートカラーにそれぞれコ字状切り込みを入れて形成された切り込みプレートをストッパ材とし、この切り込みプレートを立ち上げて両バネ端の周方向移動をそれぞれ規制するバネ端ストッパ構造を設けたため、請求項１ないし請求項３記載の発明の効果に加え、ストッパ部品を追加する必要なく、円錐状コイルバネの周方向移動を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブの上半分を縦断した半断正面図である。
【図２】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車両前方側からみた図(イ) と車両後方側からみた図(ロ) である。
【図３】実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブのアウターカバー側バネ端部固定構造を示す図１のＡ方向矢視図(イ) とカラー側バネ端部固定構造を示す図１のＢ方向矢視図(ロ) である。
【図４】実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブのバネ端部固定構造の切り込みプレートを示す図である。
【図５】実施の形態２の自動車排気系用フレキシブルチューブの上半分を縦断した半断正面図である。
【図６】従来の自動車排気系用フレキシブルチューブの上半分を縦断した半断正面図である。
【符号の説明】
１  第１排気管
２  第２排気管
３  ベローズ
５  アウターカバー
５ａ  第１カバー部
５ｂ  第２カバー部
５ｃ  第３カバー部
５ｄ  第４カバー部
６  円錐状コイルバネ
７  カラー
８  インナーブレード
９  水抜き孔
１０  サポートカラー
１１，１２  バネ端部固定構造
１１ａ，１２ａ  コ字状切り込み
１１ｂ，１２ｂ  切り込みプレート
１１ｃ，１２ｃ  かしめ部
１１ｄ，１２ｄ  スポット溶接部
１１ｅ，１２ｅ  クラック防止円弧部
１３  通風口
１４，１５  バネ端ストッパ構造
【図１】
0003998802.tif 000002
【図２】
0003998802.tif 000003
【図３】
0003998802.tif 000004
【図４】
0003998802.tif 000005
【図５】
0003998802.tif 000006
【図６】
0003998802.tif 000007