(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、
プレート材により前記ベローズ（３）の外周を覆う筒状に形成されたアウタカバー（５）と、
一端部がアウタカバー（５）の一端部に固定され、他端部がベローズ（３）の一端部に固定された異径円筒状プロテクタ（１０）と、
一端部が前記ベローズ（３）の他端部に接続されたプロテクタ（７）と、
前記アウタカバー（５）と同一軸上で、且つ、該アウタカバー（５）の他端部とプロテクタ（７）の他端部との間に介装され、バネ両端部をそれぞれアウタカバー（５）とプロテクタ（７）に固定結合されることにより、ベローズ（３）の伸縮と、引っ張りと圧縮の両方で同じバネ特性が発揮されるコイルバネ（６）と、
前記ベローズ（３）の内径部に添って多数のリング（８２，８３・・）が引っ張り・圧縮方向と曲げ方向と剪断方向への所定の動き代を付与されて筒状に連結一体化された状態で両端部を前記ベローズ（３）の両端部に固定されたインターロック管（８）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】
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、
プレート材により前記ベローズ（３）の外周を覆う筒状に形成されたアウタカバー（５）と、
一端部がベローズ（３）の両端部にそれぞれ接続された第１プロテクタ（７'）と第２プロテクタ（７"）と、
前記アウタカバー（５）と同一軸上で、且つ、アウタカバー（５）の一端部と第１プロテクタ（７'）の他端部との間に介装され、バネ両端部をそれぞれアウタカバー（５）と第１プロテクタ（７'）に固定結合させることにより、ベローズ（３）の伸縮と、引っ張りと圧縮の両方で同じバネ特性が発揮される第１コイルバネ（６'）と、
前記アウタカバー（５）と同一軸上で、且つ、アウタカバー（５）の他端部と第２プロテクタ（７"）の他端部との間に介装され、バネ両端部をそれぞれアウタカバー（５）と第２プロテクタ（７"）に固定結合させることにより、ベローズ（３）の伸縮と、引っ張りと圧縮の両方で同じバネ特性が発揮される第２コイルバネ（６"）と、
前記ベローズ（３）の内径部に添って多数のリング（８２，８３・・）が引っ張り・圧縮方向と曲げ方向と剪断方向への所定の動き代を付与されて筒状に連結一体化された状態で両端部を前記ベローズ（３）の両端部に固定されたインターロック管（８）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３】
請求項１または請求項２記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、
前記コイルバネ（６）または第１コイルバネ（６’）と第２コイルバネ（６”）とを、巻き径が一定で管軸に平行配置される円筒コイルバネと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。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、
前記コイルバネ（６）または第１コイルバネ（６’）と第２コイルバネ（６”）とを、始端側の巻き径がプロテクタ外径とほぼ一致し、終端側の巻き径が始端側より拡大した円錐コイルバネと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。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、
前記インターロック管（８）を形成しているリング（８２，８３・・）が、一方の縁に断面略Ｊ字状の鉤部（８２ａ，８３ａ・・）を有し他方の縁に前記一方の縁の鉤部と逆向きの鉤部（８２ｂ，８３ｂ・・）を有し、かつ両鉤部は隣接するリングの鉤部を係止した状態でリング同士の引っ張り・圧縮方向と曲げ方向と剪断方向に変位可能な隙間（ａ，ｂ，ｃ）を有し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。
【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、自動車排気系用フレキシブルチューブとしては、例えば、下記に列挙するようなものが知られている。
【０００３】
(1) 実開昭６１−１８７９１６号公報
この公報に記載のフレキシブルチューブは、図８に示すように、排気管に接続されるベローズと、ベローズの外周に配置されるアウタブレードと、アウタブレードの両端部に設けられ、アウタブレードとベローズとをスポット溶接するプロテクタを備えた構成である。
【０００４】
(2) 実開平２−１４４１８号公報
この公報に記載のフレキシブルチューブは、図９に示すように、排気管に接続されるベローズと、ベローズの両端外周にそれぞれ配置されるばね支管と、両ばね支管の間に架設されるばね材を備えた構成である。
【０００５】
(3) 実開平４−６５２３号公報
この公報に記載のフレキシブルチューブは、図１０に示すように、排気管に接続されるベローズと、ベローズの外周に配置され、一端がベローズに固定されたアウタブレードと、アウタブレードの他端部に固定されたクランプ材とベローズに固定された円筒体との間に介装された圧縮スプリングとを備えた構成である。
(4) 特開平６−１１７２４３号公報
この公報に記載のフレキシブルチューブは、図１１に示すように、排気管に接続されるベローズと、ベローズの外周に配置され、一端がベローズの一端に固定された第１アウタカバーと、一端がベローズの他端に固定され他端がベローズおよび第１アウタカバーの外周に配置された第２アウタカバーと、第１アウタカバーと第２アウタカバーとの間に複数介装されたスプリングとを備えた構成である。
【０００６】
【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、それぞれ下記に列挙するような問題がある。
【０００７】
(1) 図８に記載のフレキシブルチューブは、アウタブレードの製造バラツキによってフレキシブルチューブのバネ定数が大きく影響され、振動変位の吸収特性にバラツキが出る。また、ステンレス鋼線を編んで作られるアウタブレードが高価である。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、ベローズを保護するために採用されるアウタブレードにより高コスト化を招く。
【０００８】
(2) 図９に記載のフレキシブルチューブは、ベローズの中央部が外部露出状態となるため、飛び石等によりベローズが損傷され易く、ベローズ耐久性に劣る。
【０００９】
また、ばね材が外方に大きく突出しているため、外径の大きなフレキシブルチューブとなる。走行中、外方に大きく露出状態で突出しているばね材に泥等が付着した場合、ばね特性が変化し、所望の変位吸収性が得られなくなる。
【００１０】
(3) 図１０に記載のフレキシブルチューブは、基本的にはステンレス鋼線を編んで作られるアウタブレードを用いたものであるため、上記(1) の問題点を有する。加えて、圧縮スプリングにより引っ張り変位に対する吸収性は高まるが、圧縮変位に対する吸収性の向上は見込めない。
【００１１】
(4) 図１１に記載のフレキシブルチューブは、ベローズの外周に配置される第１・第２両アウタカバーの外周に、さらにスプリング径プラスアルファ−の張り出し部が形成されるため、外径の大きなフレキシブルチューブとなり、取付場所に制約を受け易く、車両の最低地上高や路面干渉性に悪影響を与える。
【００１２】
また、スプリングはベローズの周方向に複数配置されるため、▲１▼スプリング特性のばらつきによる悪影響、即ち、曲げ方向のバネ定数に左右あるいは上下方向で差が生じ、振動吸収力にむらが発生し、また、引っ張り圧縮荷重が印加された場合にベローズ曲げ方向の力が掛かることが考えられる。▲２▼バネ単品のバネ定数は、相対的に弱い設計となるため、排気系の振動で振られて他部品との干渉音が発生し易くなる。▲３▼曲げ変形または剪断変形力の作用する方向によっては、両アウタカバーおよびベローズに加わる応力に差異が発生するため、耐久性の点で不利である。
【００１３】
以上のように、それぞれについて一長一短があり、小型軽量、低コスト、高変位吸収性、高耐久性という自動車排気系用フレキシブルチューブに要求される性能を全て満足するものではなく、現在最も一般的に採用されている図８に記載のフレキシブルチューブに代わる新たなフレキシブルチューブの出現が望まれているところである。
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、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において、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全て満足する実用価値の高いフレキシブルチューブを提供することにある。
【００１５】
【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、プレート材により前記ベローズの外周を覆う筒状に形成されたアウタカバーと、一端部がアウタカバーの一端部に固定され、他端部がベローズの一端部に固定された異径円筒状プロテクタと、一端部が前記ベローズの他端部に接続されたプロテクタと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、該アウタカバーの他端部とプロテクタの他端部との間に介装され、バネ両端部をそれぞれアウタカバーとプロテクタに固定結合されることにより、ベローズの伸縮と、引っ張りと圧縮の両方で同じバネ特性が発揮されるコイルバネと、前記ベローズの内径部に添って多数のリングが引っ張り・圧縮方向と曲げ方向と剪断方向への所定の動き代を付与されて筒状に連結一体化された状態で両端部を前記ベローズの両端部に固定されたインターロック管と、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
よって、第１排気管と第２排気管とが管軸方向に変位しフレキシブルチューブに対し外力が作用する場合、圧縮荷重と引張荷重はベローズとコイルバネとの両方に作用する。
【００１７】
このため、ベローズの板厚を薄くしてベローズのバネ定数を低く設定してもフレキシブルチューブのトータルバネ定数はコイルバネで補うことができ、フレキシブルチューブの小型軽量低コスト化が達成される。
【００１８】
第１排気管と第２排気管に管軸方向の変位を与えるような外力が作用した場合、ベローズとコイルバネが、荷重の作用方向に追従する圧縮または引っ張り変形することにより変位が吸収される。尚、コイルバネはベローズと同心円の単独バネであって曲げ変形や剪断変形方向によるバネ定数に差がないため、第１排気管と第２排気管に曲げ方向や剪断方向の変位を与えるような外力が作用しても、変形自由度の高いベローズとコイルバネがその外力の作用方向に係らず均一に荷重の作用方向に追従して曲げ変形や剪断変形することにより吸収される。つまり、ベローズとコイルバネとの両方を用いた変位吸収作用が達成されると共に、曲げ変形や剪断変形方向によるバネ定数に差がないため、変位および振動吸収力にムラがなく、耐久性向上が達成される。
【００１９】
さらに、コイルバネは圧縮荷重にも引張荷重にも作用し、フレキシブルチューブに加わる外力がベローズとコイルバネに分散されるため、ベローズの荷重負担が軽減される。
【００２０】
ベローズとコイルバネが荷重の作用方向に追従するとき、インターロック管もまたベローズの変位に追従し、このインターロック管が所定の量（動き代）だけ変位した後は変位不能となってベローズにそれ以上の変位を許さず、このインターロック管の変位制限作用によってベローズの変形が防止される。
【００２１】
また、走行中に石跳ね等があった場合、アウタカバーによる保護作用でベローズ及びコイルバネの変形や損傷が防止される。
【００２２】
（解決手段２）
請求項２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、プレート材により前記ベローズの外周を覆う筒状に形成されたアウタカバーと、一端部がベローズの両端部にそれぞれ接続された第１プロテクタと第２プロテクタと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、アウタカバーの一端部と第１プロテクタの他端部との間に介装され、バネ両端部をそれぞれアウタカバーと第１プロテクタに固定結合させることにより、ベローズの伸縮と、引っ張りと圧縮の両方で同じバネ特性が発揮される第１コイルバネと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、アウタカバーの他端部と第２プロテクタの他端部との間に介装され、バネ両端部をそれぞれアウタカバーと第２プロテクタに固定結合させることにより、ベローズの伸縮と、引っ張りと圧縮の両方で同じバネ特性が発揮される第２コイルバネと、前記ベローズの内径部に添って多数のリングが引っ張り・圧縮方向と曲げ方向と剪断方向への所定の動き代を付与されて筒状に連結一体化された状態で両端部を前記ベローズの両端部に固定されたインターロック管と、を備えていることを特徴とする。
【００２３】
よって、上記請求項１記載の発明の作用が得られる他、第１・第２両コイルバネによりアウタカバーが両持ち状態で完全な弾性支持状態となり、コイルバネの変形範囲ではアウタカバーに応力が作用することがないため、耐久的にさらに有利である。
【００２４】
（解決手段３）
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、前記コイルバネまたは第１コイルバネと第２コイルバネとを、巻き径が一定で管軸に平行配置される円筒コイルバネとしたことを特徴とする。
【００２５】
（解決手段４）
請求項４記載の発明では、請求項１または請求項２記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、前記コイルバネまたは第１コイルバネと第２コイルバネとを、一端側の巻き径がプロテクタ外径とほぼ一致し、他端側の巻き径がアウタカバー内径とほぼ一致する円錐コイルバネとしたことを特徴とする。
【００２６】
（解決手段５）
請求項５記載の発明では、請求項１ないし請求項４記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、前記インターロック管を形成しているリングが、一方の縁に断面略Ｊ字状の鉤部を有し他方の縁に前記一方の縁の鉤部と逆向きの鉤部を有し、かつ両鉤部は隣接するリングの鉤部を係止した状態でリング同士の引っ張り・圧縮方向と曲げ方向と剪断方向に変位可能な隙間を有していることを特徴とする。
【００２７】
インターロック管がベローズの変位によって引っ張り・圧縮方向または曲げ方向または剪断方向に変位するとき、共に係止し合った鉤部内の隙間の範囲内でスムーズに変位し、隙間内で鉤部同士が当接し合った時インターロック管はその方向のそれ以上の変位が不可能となり、作用力が除去されるまでベローズを保護し変形を防止する。
【００２８】
【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。
【００２９】
（実施の形態１）
まず、構成を説明する。
【００３０】
実施の形態１は請求項２，３，５記載の発明に対応する。
【００３１】
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を示す半断面図である。
【００３２】
図１において、Ａ１はフレキシブルチューブ、１は第１排気管、２は第２排気管、３はベローズ、５はアウタカバー、６’は第１コイルバネ、６”は第２コイルバネ、７’は第１プロテクタ、７”は第２プロテクタ、８はインターロック管である。
【００３３】
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の変位を吸収するために設けられる。
【００３４】
このベローズ３の素材としては、厚み０．２ｍｍ（従来は厚み０．３ｍｍ）のステンレス薄肉板を２層重ね合わせた薄肉多層品を使用し、山数を従来より大幅に削減し（２１〜２８山→８〜９山）、等価のバネ定数を得ている。
【００３５】
前記アウタカバー５は、プレート材によりベローズ３の略全長に亘る外周を覆う筒状に形成されていて、中央部で縦２分割された第１カバー５１と第２カバー５２とを溶接により一体化して構成されている。そして、第１カバー５１と第２カバー５２の端部を深絞り加工により内側に屈曲することで、第１カバー側バネ固定部５ａ’と第２カバー側バネ固定部５ａ”が形成されている。
【００３６】
前記第１プロテクタ７’と第２プロテクタ７”は、ベローズ３の両端部にそれぞれ接続（スポット溶接）されていて、この両プロテクタ７’，７”には、アウタカバー５の内面に向かう第１プロテクタ側バネ固定部７ａ’と第２プロテクタ側バネ固定部７ａ”が形成されている。
【００３７】
前記第１コイルバネ６’と第２コイルバネ６”は、巻き径が一定で管軸に平行配置される円筒コイルバネであり、第１コイルバネ６’は、第１カバー側バネ固定部５ａ’と第１プロテクタ側バネ固定部７ａ’との間に介装され、バネ外側端部を前記第１カバー側バネ固定部５ａ’に溶接にて固定結合させ、バネ内側端部は第１プロテクタ側バネ固定部７ａ’に溶接的に支持固定させた状態で設けられており、また、第２コイルバネ６”は、第１コイルバネ６’と同様に第２カバー側バネ固定部５ａ”と第２プロテクタ側バネ固定部７ａ”との間に支持固定されている。なお、第１，第２コイルバネ６’，６”ともそれぞれの固定部５ａ’，５ａ”，７ａ’，７ａ”には溶接のみでなく、かしめ固定等その他の固定手段を広く用いることができる。
【００３８】
前記インターロック管８は、図１，図２に示すように、前記ベローズ（３）の内径と略同一の外径を有し同一形状に形成された多数のリング８１，８２，８３，８４・・を同一軸上に連結して設けられており、その連結部分は、例えばリング８２のまわりについて説明すると、一方の縁には断面略Ｊ字状に折り曲げた鉤部８２ａが設けられ他方の縁には前記一方の縁の鉤部８２ａと逆向きに折り曲げた鉤部８２ｂが設けられている。そして、この一方の縁側である鉤部８２ａには、隣接するリング８１の逆向きの鉤部８１ｂが挿入され，また他方の縁側である逆向きの鉤部８２ｂには、隣接するリング８３の鉤部８３ａが挿入されている。
前記連結部分は、ベローズ３が排気管１，２の変位を吸収する際、ベローズ３の引っ張り・圧縮応力と曲げ応力と剪断応力の許容範囲内における変位だけを許すクリアランス（動き代）が設けられており、このうち引っ張り・圧縮方向についてはリング同士を同一軸上に均等に配置した状態で、管軸方向に、つまり鉤部８２ａの先端８２ａ’と鉤部８１ｂの内底部８１ｂ”との間と、鉤部８１ｂの先端８１ｂ’と鉤部８２ａの内底部８２ａ”との間にクリアランスａが設けられている。また、剪断方向については鉤部８２ｂの内部空間に、この内部空間から鉤部８３ａの管軸と直交する方向の厚みを引いた間にクリアランスｂ，ｂが設けられ、曲げ方向については前記クリアランスｂ，ｂと、鉤部８２ａの底部から鉤部８２ａと鉤部８２ｂとの反転部中心までの長さｃによって設けられている。このクリアランスａ，ｂ，ｃはベローズ３の仕様によって調整される。そして、このインターロック管８は、その両端部をベローズ３の両端内部にそれぞれ接続（スポット溶接）されている。
【００３９】
図３は実施の形態１のフレキシブルチューブが適用された自動車排気系を示す斜視図である。
【００４０】
図３において、Ａ１はフレキシブルチューブ、Ｂはエキゾーストパイプ、Ｃは触媒コンバータ、Ｄはサブマフラ、Ｅはメインマフラであり、フレキシブルチューブＡ１は、図外のエンジンと触媒コンバータＣとを連結するエキゾーストパイプＢの途中に設けられ、エンジンや車体等からの入力による変位を吸収する。
【００４１】
次に、作用を説明する。
【００４２】
［バネ定数の設定作用］
フレキシブルチューブＡ１のバネ定数を設定するに当っては、図４に示すように、ベローズ３のバネ定数をK1とし、第１コイルバネ６’と第２コイルバネ６”のバネ定数をK2とすると、ベローズ３と両コイルバネ６’，６”とが並列配置になっているので、フレキシブルチューブバネ定数Ｋは、下記の式により表される。
【００４３】
Ｋ＝K1＋（K2／２）
このように、ベローズ３のバネ定数K1と、両コイルバネ６’，６”のバネ定数K2と、フレキシブルチューブバネ定数Ｋのうち２つが明らかであれば残りの１つのバネ定数は決まる。
【００４４】
よって、フレキシブルチューブバネ定数Ｋとして良好な変位吸収ができる値に設定する場合、ベローズ３のバネ定数K1を一定値に設定し、管理しやすく選択自由度が高い両コイルバネ６’，６”のバネ定数K2を多数の値の中から選択して決めると、所望のフレキシブルチューブバネ定数Ｋが得られることになる。
【００４５】
このように、バネ定数調整代を、ベローズ３のバネ定数K1の変更によるものではなく両コイルバネ６’，６”のバネ定数K2の変更に委ねることで、ベローズ３のバネ定数K1を一定値に設定することもができる。
【００４６】
この結果、実施の形態１のベローズ３のように、従来よりも薄肉で山数の少ない２層品をベローズ素材として使用し、ベローズ３のバネ定数K1を低い値の一定値に設定しても両コイルバネ６’，６”のバネ定数K2により補うことができ、フレキシブルチューブの小型軽量低コスト化が図られる。
【００４７】
［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に変位を与えるような荷重が入力された時の変位吸収作用について説明する。
【００４８】
変位荷重のうち圧縮荷重が作用した場合には、ベローズ３は圧縮され第１，第２コイルバネ６’，６”は引っ張り方向に伸長されて両排気管１，２が圧縮変位する。つまり、図４示すように、圧縮荷重が作用すると、ベローズ取付スパンＬ１がΔＬだけ短くなり、コイルバネ取付スパンＬ２はそれぞれΔＬ／２だけ長くなる。そして、このベローズ３の圧縮時は、インターロック管８のそれぞれのリング８１，８２，８３・・の両縁同士が接触状態となることにより、ベローズ３のそれ以上の変位を阻止することになる。
【００４９】
変位荷重のうち引張荷重が作用した場合には、ベローズ３は引っ張られ第１，第２コイルバネ６’，６”は圧縮方向に短縮されて両排気管１，２が引張変位する。つまり、図４に示すように、引張荷重が作用すると、ベローズ取付スパンＬ１がΔＬだけ長くなり、コイルバネ取付スパンＬ２はそれぞれΔＬ／２だけ短くなる。そして、このベローズ３の引っ張り時はインターロック管８も引っ張られ、そのリング同士における連結部分において、１個所の連結部分を例にとると、鉤部の先端８１ｂ’，８２ａ’がそれぞれ内底部８２ａ”，８１ｂ”に突き当たるから、ベローズ３は、このベローズ３の許容応力内で設定された管軸方向のクリアランスａのトータル分だけの範囲内で変位することになる。
【００５０】
すなわち、ベローズ３の伸縮と、引っ張りと圧縮の両方で同じバネ特性が発揮される第１，第２コイルバネ６’，６”により、管軸方向に振動的に引っ張りと圧縮が繰り返される変位がベローズ３の許容応力の範囲内で整然と吸収されることになる。
【００５１】
また、第１排気管１と第２排気管２には、管軸方向以外にも曲げ方向や剪断方向の変位を与えるような外力が作用し、ベローズ３が曲げ変位を受ける時インターロック管８も曲げ変位を受け、その連結部分において、鉤部８２ｂ，８３ａがそれぞれ相互の空間部分内のみで回転するから、ベローズ３は管軸に直交する方向のクリアランスｂと管軸方向のクリアランスｃによる範囲内で変位することになる。また、ベローズ３が剪断変位を受ける時インターロック管８も剪断変位を受け、その連結部分において、鉤部８２ｂ，８３ａがそれぞれ相互の空間部内のみで管軸と直交する方向に変位するから、ベローズ３は前記クリアランスｂによる範囲内で変位することになる。
すなわち、この場合にも、変形自由度の高いベローズ３と両コイルバネ６’，６”が、荷重の作用方向に追従して曲げ変形や剪断変形することにより曲げ変位や剪断変位がベローズ３の許容応力の範囲内で整然と吸収される。
【００５２】
［ベローズ耐久性確保作用］
ベローズ３の耐久性は、後述するように、荷重負担の分担と、伸び切りの防止と、飛び石等からの保護とにより確保される。
【００５３】
フレキシブルチューブＡ１に加わる外力は、ベローズ３に加わる力と、両コイルバネ６’，６”に加わる力とに分散されるため、ベローズ３の荷重負担が軽減される。
【００５４】
ベローズ３は、インターロック管８の変位制限作用によって常に許容応力の範囲内だけの変位に制限されることから、ベローズ３の変形が防止され更に耐久性が向上する。また、引張荷重に対しては第１，第２コイルバネ６’，６”が圧縮されるため、過大な引張荷重が作用する時には第１，第２コイルバネ６’，６”の隣接する素線の密着が変位規制ストッパとなり、二重の変形防止策となる。
【００５５】
フレキシブルチューブＡ１は車両の底部に露出して配置されるため、車両走行中にタイヤにより石等を跳ねるような場合、この跳ね石等がフレキシブルチューブＡ１に衝突することがあるが、走行中に跳ね石等があった場合、ベローズ３の全外周を覆うアウタカバー５による保護作用でベローズ３の変形や損傷が防止される。尚、アウタカバー５は、第１，第２コイルバネ６’，６”の外周も覆う配置であるので、跳ね石等に対し第１，第２コイルバネ６’，６”の変形や損傷も防止される。
【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、両排気管１，２の変位を吸収するベローズ３と、プレート材により前記ベローズ３の外周を覆う筒状に形成されたアウタカバー５と、ベローズ３の両端部にそれぞれ接続された第１プロテクタ７’と第２プロテクタ７”と、前記アウタカバー５の一端部側とその内側の第１プロテクタ７’との間に介装され、バネ始端部を第１プロテクタ７’に固定結合させた第１コイルバネ６’と、前記アウタカバー５の他端側とその内側の第２プロテクタ７”との間に介装され、バネ始端部を第２プロテクタ７”に固定結合させた第２コイルバネ６”と、前記ベローズ３の内径部に添って多数のリングが引っ張り・圧縮方向と曲げ方向と剪断方向へのクリアランス（所定の動き代）ａ，ｂ，ｃを付与されて筒状に連結一体化された状態で両端部を前記ベローズ３の両端部に固定されたインターロック管８と、を備えた構成としたため、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全て満足する実用価値の高いフレキシブルチューブＡ１を提供することができる。
【００５８】
（２）また、ベローズ３が外力によって変位する時、インターロック管８もまたベローズ３の変位に追従し、このインターロック管８が、ベローズ３の許容応力の範囲内で設定された量、つまり、引っ張り・圧縮方向のクリアランスａと曲げ，剪断方向のクリアランスｂ，ｃだけ変位した後は変位不能となってベローズ３にそれ以上の変位を許さず、常に、このインターロック管８の変位制限作用によってベローズ３の変形が防止されるから、更に耐久性が向上する。
【００５９】
インターロック管８を、ベローズ３の内部に設けることにより、山数を低減したベローズ３とそれを可能としたコイルバネ６’，６”との共同作用を保護すると共に、異音防止効果を有し、更に従来のインナーブレードよりベローズの温度上昇防止効果が優れている。
【００６０】
（３）第１コイルバネ６’と第２コイルバネ６”とを、巻き径が一定で管軸に平行配置される円筒コイルバネとしたため、コイルバネ単体として製造販売されている既製のバネを用いることができる。
【００６１】
（実施の形態２）
まず、構成を説明する。
【００６２】
図５は請求項１，３記載の発明に対応する実施の形態２の自動車排気系用フレキシブルチューブＡ２を示す半断面図である。
【００６３】
この実施の形態２のフレキシブルチューブＡ２は、前記実施の形態１のフレキシブルチューブＡ１が一対の第１・第２コイルバネ６’，６”でアウタカバー５を両持ち状に支持したのに対し、一方のコイルバネを省略し、アウタカバー５を１つのコイルバネ６で片持ち状に支持した点で実施の形態１と異なる。
【００６４】
この一方のコイルバネの省略に伴い、コイルバネ６で支持されていない方のアウタカバー５の端部は、ベローズ３の一端に小径部１０ａが固定された異径円筒状プロテクタ１０の大径部１０ｂ内に装着され、スポット溶接により接続固定されている。
【００６５】
尚、他の構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６６】
次に、バネ定数の設定作用において、フレキシブルチューブバネ定数Ｋは、下記の式により表される。
【００６７】
Ｋ＝K1＋K2
従って、実施の形態１と同様に、ベローズ３のバネ定数K1と、コイルバネ６のバネ定数K2と、フレキシブルチューブバネ定数Ｋのうち２つが明らかであれば残りの１つのバネ定数は決まることになる。
【００６８】
この結果、実施の形態１と同様に、従来よりも薄肉で山数の少ない２層品をベローズ素材として使用し、ベローズ３のバネ定数K1を低い値の一定値に設定してもコイルバネ６のバネ定数K2により補うことができ、フレキシブルチューブの小型軽量低コスト化が図られる。
【００６９】
次に、効果を説明する。
【００７０】
実施の形態２にあっては、実施の形態１の（１）〜（３）の効果に、下記の効果が加えられる。
【００７１】
（４）一方のコイルバネの省略により、部品点数が削減され、部品コストを低減することができる。
【００７２】
（実施の形態３）
まず、構成を説明する。
【００７３】
図６は請求項２，４記載の発明に対応する実施の形態３の自動車排気系用フレキシブルチューブＡ３を示す半断面図である。
【００７４】
この実施の形態３のフレキシブルチューブＡ３は、第１コイルバネ６’と第２コイルバネ６”として、一端側（内側）の巻き径がプロテクタ外径とほぼ一致し、他端側（外側）の巻き径がアウタカバー内径とほぼ一致する円錐コイルバネを使用した点で実施の形態１と異なる。
【００７５】
このコイルバネ変更に伴いアウタカバー５は２分割することのない一体の円筒材を用い、アウタカバー５の両端部に形成される第１カバー側バネ固定部５ａ’と第２カバー側バネ固定部５ａ”とは、端部をわずかに内側に屈曲させた屈曲部５３’，５３”とアウタカバー５の内周面側にスポット溶接により固定されていて前記屈曲部５３’，５３”にコイルバネ６’，６”の大径側端部を押圧固定する固定部材５４’，５４”とで形成し、第１プロテクタ側バネ固定部７ａ’と第２プロテクタ側バネ固定部７ａ”とは、端部をわずかに外側に屈曲させた屈曲部７１’，７１”と、プロテクタ７の外周面にスポット溶接により固定されていて前記屈曲部７１’，７１”にコイルバネ６’，６”の小径側端部を固定する固定部材７２’，７２”とで形成されている。
【００７６】
尚、他の構成は実施の形態１と同様であり、作用についても実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００７７】
次に、効果を説明する。
【００７８】
実施の形態３にあっては、実施の形態１の（１），（２）と，実施の形態２の（４）の効果に、下記の効果が加えられる。
【００７９】
（５）第１コイルバネ６’と第２コイルバネ６”とを、始端部の巻き径がプロテクタ外径とほぼ一致し、終端部の巻き径がアウタカバー内径とほぼ一致する円錐コイルバネとしたため、深絞り加工も容易となり、フレキシブルチューブＡ３の製造コストを低く抑えることができる。
【００８０】
（実施の形態４）
まず、構成を説明する。
【００８１】
図７は請求項１，４記載の発明に対応する実施の形態４の自動車排気系用フレキシブルチューブＡ４を示す半断面図である。
【００８２】
この実施の形態４のフレキシブルチューブＡ４は、前記実施の形態３のフレキシブルチューブＡ３が一対の第１・第２コイルバネ６’，６”でアウタカバー５を両持ち状に支持したのに対し、一方のコイルバネを省略し、アウタカバー５を１つのコイルバネ６で片持ち状に支持した点で実施の形態３と異なる。
【００８３】
この一方のコイルバネの省略に伴い、コイルバネ６で支持されていない方のアウタカバー５の端部は、ベローズ３の一端に小径部１０ａが固定された異径円筒状プロテクタ１０の大径部１０ｂ内に装着され、スポット溶接により接続固定されている。
【００８４】
尚、他の構成は実施の形態３と同様であり、作用についても実施の形態３とほぼ同様であるので説明を省略する。
【００８５】
次に、効果を説明する。
【００８６】
実施の形態２にあっては、実施の形態１の（１），（２）と，実施の形態３の（５）の効果に、下記の効果が加えられる。
【００８７】
（６）前記（４）と同様の効果、即ち、一方のコイルバネの省略により、部品点数が削減され、部品コストを低減することができる。
【００８８】
（他の実施の形態）
実施の形態では、アウタカバーと第１排気管断面形状が円形であるフレキシブルチューブの例を示したが、楕円形のフレキシブルチューブにおいても同様の作用効果が得られる。
【００８９】
【発明の効果】
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、プレート材により前記ベローズの外周を覆う筒状に形成されたアウタカバーと、一端部がアウタカバーの一端部に固定され、他端部がベローズの一端部に固定された異径円筒状プロテクタと、一端部が前記ベローズの他端部に接続されたプロテクタと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、該アウタカバーの他端部とプロテクタの他端部との間に介装され、バネ両端部をそれぞれアウタカバーとプロテクタに固定結合されることにより、ベローズの伸縮と、引っ張りと圧縮の両方で同じバネ特性が発揮されるコイルバネと、前記ベローズの内径部に添って多数のリングが引っ張り・圧縮方向と曲げ方向と剪断方向への所定の動き代を付与されて筒状に連結一体化された状態で両端部を前記ベローズの両端部に固定されたインターロック管と、を備えた構成としたため、適用するコイルバネを標準化できるし、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全て満足する実用価値の高いフレキシブルチューブを提供することができるという効果が得られる。
【００９０】
請求項２記載の発明にあっては、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、プレート材により前記ベローズの外周を覆う筒状に形成されたアウタカバーと、一端部がベローズの両端部にそれぞれ接続された第１プロテクタと第２プロテクタと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、アウタカバーの一端部と第１プロテクタの他端部との間に介装され、バネ両端部をそれぞれアウタカバーと第１プロテクタに固定結合させることにより、ベローズの伸縮と、引っ張りと圧縮の両方で同じバネ特性が発揮される第１コイルバネと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、アウタカバーの他端部と第２プロテクタの他端部との間に介装され、バネ両端部をそれぞれアウタカバーと第２プロテクタに固定結合させることにより、ベローズの伸縮と、引っ張りと圧縮の両方で同じバネ特性が発揮される第２コイルバネと、前記ベローズの内径部に添って多数のリングが引っ張り・圧縮方向と曲げ方向と剪断方向への所定の動き代を付与されて筒状に連結一体化された状態で両端部を前記ベローズの両端部に固定されたインターロック管と、を備えた構成としたため、上記効果に加え、アウタカバーの耐久性を向上させることができる。
【００９１】
請求項３記載の発明にあっては、請求項１または請求項２記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、コイルバネまたは第１コイルバネと第２コイルバネとを、巻き径が一定で管軸に平行配置される円筒コイルバネとしたため、上記効果に加え、コイルバネ単体として製造販売されている既製のバネを用いることができる。
【００９２】
請求項４記載の発明にあっては、請求項１または請求項２記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、コイルバネまたは第１コイルバネと第２コイルバネとを、一端側の巻き径がプロテクタ外径とほぼ一致し、他端側の巻き径がアウタカバー内径とほぼ一致する円錐コイルバネとしたため、上記効果に加え、深絞り加工によるバネ固定部の形成を要さず、フレキシブルチューブの製造コストを低く抑えることができる。
【００９３】
請求項５記載の発明にあっては、請求項１ないし請求項４記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、前記インターロック管を形成しているリングが、一方の縁に断面略Ｊ字状の鉤部を有し他方の縁に前記一方の縁の鉤部と逆向きの鉤部を有し、かつ両鉤部は隣接するリングの鉤部を係止した状態でリング同士の引っ張り・圧縮方向と曲げ方向と剪断方向に変位可能な隙間を有している構成としたため、上記効果に加え、ベローズは、インターロック管の変位制限作用によって常に許容応力の範囲内だけの変位に制限されることから、ベローズの耐久性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態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２】図１のＰにて示す範囲の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１のフレキシブルチューブが適用された自動車排気系を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブのバネ吸収作用説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２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６】本発明の実施の形態３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７】本発明の実施の形態４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８】従来例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９】従来例２の自動車排気系用フレキシブルチューブを示す正面図（イ）及び側面図（ロ）である。
【図１０】従来例３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１１】従来例４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。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ４  フレキシブルチューブ
１  第１排気管
２  第２排気管
３  ベローズ
５  アウタカバー
６，６’，６”コイルバネ
７’，７”プロテクタ
８  インターロック管
【図１】
0003853906.tif 000002
【図２】
0003853906.tif 000003
【図３】
0003853906.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003853906.tif 000006
【図６】
0003853906.tif 000007
【図７】
0003853906.tif 000008
【図８】
0003853906.tif 000009
【図９】
0003853906.tif 000010
【図１０】
0003853906.tif 000011
【図１１】
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