(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側排気管（１）と、下流側排気管（２）とを接続する排気系におけるフレキシブルジョイント構造であって、
接続端部（７ｂ）を残して多数の同じ高さの、凸条部（Ｐ）と凹条部（Ｄ）とを交互に有して断面コルゲート状に形成されるフレキシブルチューブ（７）と、このフレキシブルチューブ（７）の外周を覆うアウタブレード（８）と、前記フレキシブルチューブ（７）の最外端の凸条部（Ｐｏ）と、前記アウタブレード（８）の端壁部（８ｂ）間に設けられるインナプレート（９）とを備え、
前記インナプレート（９）は、前記アウタブレード（８）とフレキシブルチューブ（７）間に挟持される接続端部（９ｂ）と、この接続端部（９ｂ）の内側からフレキシブルチューブ（７）の最外端の凸条部（Ｐｏ）の外側面に密着するように径方向に伸びるプレート部（９ａ）と、そのプレート部（９ａ）の径方向外側より前記最外端の凸条部（Ｐｏ）から離れる方向にループ状に巻かれるループ状部（９ｃ）とを有し、
そのループ状部（９ｃ）の高さが、前記フレキシブルチューブ（７）の凸条部（Ｐ，Ｐｏ）の高さよりも高く、アウタブレード（８）とフレキシブルチューブ（７）の間に環状の間隙（ｓ）を形成してなることを特徴とする、排気系におけるフレキシブルジョイント構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両、主として自動車の車体前部に配置された走行用エンジンから車体の後方へ伸びる排気系の途中に接続される、排気系におけるフレキシブルジョイント構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車などの車両において、走行用のエンジンを、車体の前部に配置したものでは、該エンジンの排気系は、車体の前部からその後方へ向けて延長されていて、その全長が長いため、自動車の走行時に発生する走行振動やエンジンの運転振動が排気系に均等に伝わらずに、排気系を構成する排気管の一部に局部的に、曲げ、捩り、剪断などの応力が加わり、これがその排気管に亀裂などを発生させる原因となっていた。
【０００３】
そこで、従来では、図５に示すように、このような亀裂の発生を防止するために、排気管の途中に断面コルゲート状のフレキシブルチューブを接続し、このフレキシブルチューブにより前記応力を吸収するようにし、またこのフレキシブルチューブが、自動車の走行時に、タイヤなどにより撥ね飛ばされた飛石などが当たって損傷するのを防止するためフレキシブルチューブの外周を筒状のアウタブレードにより覆うようにし、さらに、フレキシブルチューブの外端部外周面と、アウタブレードの外端部内周面との強く擦れ合う部分にインナプレートを介在して、それらの摩耗、亀裂などの発生を防止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来のものでは、図５に示すように、フレキシブルチューブとアウタブレードとの擦れ合いを防止するための、インナプレートはフレキシブルチューブの外端の外周面と、アウタブレードの外端の内周面との間に配置されていて、フレキシブルチューブの最外端の凸条部を覆うように、その凸条部側に向けて湾曲しているので、少なくとも最外端の凸条部を、残りの凸条部よりも低く形成しなければならなかった。
【０００５】
ところが、一般に断面コルゲート状のフレキシブルチューブでは、凸条部の高さを低くすると曲げおよび伸び方向の両方のバネ定数が高くなり、特に凸条部の高さを低くする個所が、両端に近いほど曲げ方向のバネ定数がより高くなる傾向となるので、前述のように、フレキシブルチューブの最外端の凸条部を、残りの凸条部よりも低く設定すれば、フレキシブルチューブ全体の曲げおよび伸び方向のバネ定数が高くなり、その結果、排気系の揺動による、曲げ、伸びなどの応力を吸収するというフレキシブルジョイント本来の機能が損なわれるという問題がある。そして、かかる問題を解決するには、凸条部の数、凸条部の高さの増加、フレキシブルチューブの板厚の薄肉化などの対策が必要となり、フレキシブルジョイントのコストアップ、大型化を招くという別の問題がある。
【０００６】
さらに、従来のフレキシブルジョイントでは、インナプレートの先端部のエッジがアウタブレードの内周面に近接しているため、このエッジがアウタブレードの内周面に干渉して、該アウタブレードを損傷する虞れがあるという問題もある。
【０００７】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、前記フレキシブルチューブおよびインナプレートに改良を加えて、前記問題をすべて解決した、新規な排気系におけるフレキシブルジョイント構造を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本請求項１記載の発明は、上流側排気管と、下流側排気管とを接続する排気系におけるフレキシブルジョイント構造であって、
接続端部を残して多数の同じ高さの、凸条部と凹条部とを交互に有して断面コルゲート状に形成されるフレキシブルチューブと、このフレキシブルチューブの外周を覆うアウタブレードと、前記フレキシブルチューブの最外端の凸条部と、前記アウタブレードの端壁部間に設けられるインナプレートとを備え、前記インナプレートは、前記アウタブレードとフレキシブルチューブ間に挟持される接続端部と、この接続端部の内側からフレキシブルチューブの最外端の凸条部の外側面に密着するように径方向に伸びるプレート部と、そのプレート部の径方向外側より前記最外端の凸条部から離れる方向にループ状に巻かれるループ状部とを有し、そのループ状部の高さが、前記フレキシブルチューブの凸条部の高さよりも高く、アウタブレードとフレキシブルチューブの間に環状の間隙を形成してなることを特徴としており、かかる特徴によれば、多数の凸条部と凹条部を有するフレキシブルチューブは、その全長にわたり同径に形成されてフレキシブルチューブの曲げ方向および伸び方向のバネ定数が高くなることがなく、その上、フレキシブルチューブの多数の凸条部と凹条部は、アウタブレードと接触することがないので、上流側および下流側排気管にかかる捩り、曲げなどの応力の吸収緩和能率およびその振動吸収能率を高めることができ、フレキシブルチューブ自体の製作も容易になる。また、フレキシブルチューブは、最外端の凸条部を、残りの凸条部と同じ高さに形成したにも拘らず、インナプレートにより最外端の凸条部とアウタブレードとの直接接触を回避したため、それらの接触部の摩耗を防止することができ、さらにインナプレートのループ状部は、最外端の凸条部に対して離れる方向に湾曲していることにより、該インナプレートのエッジ部分が、アウタブレードの内面と干渉することがなく、アウタブレードを損傷させることがない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
まず、図１〜３を参照して本発明の実施例について説明する。
【００１１】
この実施例は、本発明排気系におけるフレキシブルジョイント構造を、自動車用エンジンに実施した場合であり、図１は、本発明フレキシブルジョイント構造を自動車用エンジンの実施した場合の全体側面図、図２は、図１の２−２線に沿うフレキシブルジョイントの縦断側面図、図３は、図２のに仮想線囲い部分の拡大図である。
【００１２】
図１において、自動車の車体Ｂの前部には、その走行用エンジンＥが横置き（そのクランク軸Ｓｃが、自動車の前後方向と直交する方向）に搭載されている。エンジンＥの頭部前面に開口される吸気ポートには、吸気系Ｉｎが接続され、またその後面に開口される排気ポートには、排気系Ｅｘが接続される。この排気系Ｅｘは、前記排気ポートに一体に接続されるエキゾーストマニホールドＭｅと、排気管Ｐｅとを備えている。前記排気管Ｐｅは、自動車の床下を、前後方向に長く伸びていて上流側排気管１と、下流側排気管２とを備えており、エキゾーストマニホールドＭｅと上流側排気管１との間に球面ジョイントＪｂが介在され、また、上流側排気管１と下流側排気管２との間に、本発明にかかるフレキシブルジョイントＪｆが介在され、さらに下流側排気管の途中には、触媒コンバータＣａが介在されている。触媒コンバータＣａの下流側は、図示しない消音器を介して大気に開口される。球面ジョイントＪｂのケーシング部分は、ステー３を介して前記エンジンＥの本体部分に支持され、また下流側排気管２と触媒コンバータＣａとの接続部は他のステー４を介して車体Ｂのクロスメンバーに弾性支持されている。
【００１３】
図２に示すように、円筒状に形成される上流側排気管１の下流端と、下流側排気管２の上流端間には、本発明にかかるフレキシブルジョイントＪｆの前後両端が溶接接続される。上流側排気管１の下流側と、下流側排気管２の上流側はいずれも端部にいくにつれて段階的に小径に形成されており、それらの最小径の、下流端と上流端間は、可撓性のインナーパイプ５により気密に連通接続されており、上流側排気管２を流れる排ガスは、このインナーパイプ５を通って下流側排気管２へと流れる。
【００１４】
なお、前記可撓性のインナーパイプ５は帯状のパイプ素材５ａを螺旋状に巻曲してカシメ止めし、その外周をパイプ材５ｂにより被覆して構成されるが、このインナーパイプ５は従来公知のものであるので、その詳細な説明を省略する。
【００１５】
つぎに、図２，３を参照して、本発明にかかるフレキシブルジョイントＪｆの構造を詳細に説明するに、このフレキシブルジョイントＪｆは、フレキシブルチューブ７と、その外周を覆うアウタブレード８と、フレキシブルチューブ７の両端部外周面と、アウタブレード８の両端部内周面間に設けられる前、後のインナプレート９，９と、アウタブレード８の前後両端部外周を覆う前、後のエンドプレート１０，１０とより構成され、これらは何れもステンレス鋼板により構成される。
【００１６】
前記フレキシブルチューブ７は、その大部分を構成していて多数の凸条部Ｐ…と凹条部Ｄ…とを交互に連続した縦断面コルゲート状をなして全長にわたり同径に形成される筒状部７ａと、この筒状部７ａの最外端の凸条部Ｐｏの基部から軸方向に延びる前後の円筒状の接続端部（取付端部）７ｂ，７ｂとより形成されていて、充分な可撓性を保有しており、各凸条部Ｐおよび各凹条部Ｄの断面形状は、図３に明瞭に示すように、基端部から先端部にいくにつれて漸次末広状に拡がり、それらの先端部は、それらの基部よりも幅広に形成されている。そして左右最外端の凸条部Ｐｏ，Ｐｏの基部は、フレキシブルチューブ７の両端接続部（取付部）７ｂ，７ｂに一体につながっている。
【００１７】
一方、前記アウタブレード８は、前記フレキシブルチューブ７のコルゲート状筒状部７ａを覆う直状の円筒部８ａと、該円筒部８ａの前、後両端より径方向内方に屈曲される端壁部８ｂ，８ｂと、該端壁部８ｂ，８ｂの内側から軸方向に延びる小径な円筒状の両端の接続端部（取付部）８ｃ，８ｃとより構成されている。  さらに、前記インナプレート９は、前記アウタブレード８とフレキシブルチューブ７の接続端部８ｃ，７ｂ間に挟持される接続端部９ｂと、この接続端部９ｂの軸方向の内側からフレキシブルチューブ７の最外端の凸条部Ｐｏの外側面に密着状態で対面するように径方向に外側に延びるプレート部９ａと、そのプレート部９ａの径方向外端から前記最外端の凸条部Ｐｏから離れる方向にループ状に巻かれるループ状部９ｃとを有し、そのループ状部９ｃは、フレキシブルチューブ７の凸条部Ｐ，Ｐｏよりも高く、すなわち径方向に大きく形成されており、これにより、フレキシブルチューブ７のコルゲート状筒状部７ａを覆うアウタブレード８の直状の円筒部８ａ内周面と、フレキシブルチューブ７のコルゲート状筒状部７ａの外周面間には、環状の間隙ｓが形成され、フレキシブルジョイントＪｆが撓曲された際にもそれらが接触することがないようにしている。
【００１８】
また、アウタブレード８の接続端部８ｃおよび端壁部８ｂを含む前後の外端部は、前記エンドプレート１０により被覆されている。
【００１９】
図３に明瞭に示すように、フレキシブルチューブ７、インナプレート９およびアウタブレード８の、接続端部７ｂ，９ｂおよび８ｃは、順次に積層され、さらに、アウタブレード８の接続端部８ｃの外面にエンドプレート１０の接続端部が積層され、それらの両端縁は、上流側排気管１の下流端部および下流側排気管２の上流側端部外周に溶接結合される。
【００２０】
つぎに、この実施例の作用について説明する。
【００２１】
いま、エンジンＥの運転により発生する排ガスはエキゾーストマニホールドＭｅ、球面ジョイントＪｂ、上流側排気管１、フレキシブルジョイントＪｆ、下流側排気管２、触媒コンバータＣａ、および図示しない消音器を通り、その間にＨＣ、ＣＯなどの有害成分が浄化され、排気音が消音されて大気に放出される。
【００２２】
ところで前記排気系Ｅｘは、自動車の床下に配設されて、その全体の長さが長いため、自動車の走行時に発生する振動やエンジンＥの運転振動が排気系全体に均等に伝わらずに、上流側および下流側排気管１，２に捩り方向や曲げ方向の応力が発生するが、この応力を、前記フレキシブルジョイントＪｆにより吸収緩和することができる。特にこの発明に従うこの実施例では、フレキシブルチューブ７の多数の凸条部Ｐ…と凹条部Ｄ…を有する筒状部７ａは、その全長にわたり同径に形成されて、具体的には、最外端の凸条部Ｐｏが残りの凸条部Ｐよりも低くなる（前記従来のもの）ことがないので、フレキシブルチューブ７の曲げ方向および伸び方向のバネ定数が高くなることがなく、その上、フレキシブルチューブ７の筒状部７ａは、アウタブレード８と接触することがないので、上流側および下流側排気管１，２にかかる捩り、曲げなどの応力の吸収緩和能率およびその振動吸収能率を高めることができ、フレキシブルチューブ７自体の製作も容易になる。また、フレキシブルチューブ７は、最外端の凸条部Ｐｏを、残りの凸条部Ｐを同じ高さに形成したにも拘らず、インナプレート９により最外端の凸条部Ｐｏとアウタブレード８との直接接触を回避したため、それらの接触部の摩耗を防止することができ、さらにインナプレート９のループ状部９ｃは、最外端の凸条部Ｐｏに対して離れる方向に湾曲していることにより、該インナプレート９のエッジ部分が、アウタブレード８の内面と干渉することがなく、アウタブレード８を損傷させることがない。
【００２３】
つぎに、図４を参照して参考例について説明する。
【００２４】
図４は、フレキシブルジョイントの一部の断面図であり、図中前記実施例と同じ要素には、同じ符号が付される。
【００２５】
この参考例は、前記実施例のものにおいて、フレキシブルチューブ７の最外端の凸条部Ｐｏの外側面と、インナプレート９の径方向に延びるプレート状部９ａとの間に、環状の間隙ｄを形成した場合であり、その他の構成は前記実施例のものと同じである。
【００２６】
しかして、この参考例のものでは、前記間隙ｄの存在により、フレキシブルチューブ７の筒状部７ａの最外端の凸条部Ｐｏが、インナプレート９側にも変移することが可能であり、これにより、フレキシブルチューブ７のバネ定数の一層の低減化を図ることができ、その振動吸収能率をより高めることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本請求項１記載の発明によれば、多数の凸条部と凹条部を有するフレキシブルチューブは、その全長にわたり同径に形成されるので、フレキシブルチューブの曲げ方向および伸び方向のバネ定数が高くなることがなく、その上、フレキシブルチューブの凸条部と凹条部は、アウタブレードと接触することがないので、上流側および下流側排気管にかかる捩り、曲げなどの応力の吸収緩和能率およびその振動吸収能率を高めることができ、フレキシブルチューブ自体の製作も容易になる。
【００２９】
また、アウタブレードとフレキシブルチューブ間に挟持される接続端部と、この接続端部の内側からフレキシブルチューブの最外端の凸条部の外側面に密着するように径方向に伸びるプレート部と、そのプレート部の径方向外側より前記最外端の凸条部から離れる方向にループ状に巻かれるループ状部とを有するインナプレートを備えているので、フレキシブルチューブは、最外端の凸条部を残りの凸条部と同じ高さに形成したにも拘らず、インナプレートにより最外端の凸条部とアウタブレードとの直接接触を回避できて、それらの接触部の摩耗を防止することができ、さらにインナプレートのループ状部は、最外端の凸条部に対して離れる方向に湾曲していることにより、該インナプレートのエッジ部分が、アウタブレードの内面と干渉することがなく、アウタブレードを損傷させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明フレキシブルジョイント構造を自動車用エンジンに実施した場合の全体側面図（実施例）
【図２】  図１の２−２線に沿うフレキシブルジョイントの縦断側面図
【図３】  図２の仮想線囲い部分の拡大図
【図４】  フレキシブルジョイントの一部の縦断側面図（参考例）
【図５】  従来のフレキシブルジョイントの一部の縦断側面図
【符号の説明】
１・・・・上流側排気管
２・・・・下流側排気管
７・・・・フレキシブルチューブ
７ｂ・・・接続端部
Ｐ・・・・凸条部
Ｐｏ・・・最外端の凸条部
８・・・・アウタブレード
８ｂ・・・端壁部
９・・・・インナプレート
９ａ・・・プレート部
９ｂ・・・接続端部
９ｃ・・・ループ状部
ｓ・・・・間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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