(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のチューブ（２１）の外周に、山部（２５）と谷部（２７）とが交互に形成されるベローズ部（２３）を形成するとともに、前記山部（２５）の頂部と谷部（２７）の底部とに円弧部（２９）を形成してなるフレキシブルチューブにおいて、
前記ベローズ部（２３）の端部から第４山（Ｍ４）以降の山高さを同一の高さにするとともに、第３山（Ｍ３），第２山（Ｍ２）および第１山（Ｍ１）の山高さを前記端部に向けて順次低くし、前記第１山（Ｍ１）の立ち上がり部（３１）に形成される円弧部（２９）の曲率半径を、前記第４山（Ｍ４）以降の頂部に形成される円弧部（２９）の曲率半径の２倍以上の曲率半径にし、前記第１山（Ｍ１）と第２山（Ｍ２）との間隔を第２山（Ｍ２）以降の間隔より大きくし、第２山（Ｍ２）以降の間隔を同一の間隔にしてなることを特徴とするフレキシブルチューブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車の排気系等に配置されるフレキシブルチューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車のエンジン排気系では、図５に示すように、図示しないエキゾーストマニホールドに連設するフロントチューブ１１と、マフラー１３が配置されるセンターチューブ１５とがフレキシブルチューブ１７を介して連結されている。
【０００３】
このようなフレキシブルチューブ１７では、材質が同一の場合には、山数が多いほどバネ定数が低くなり、振動を吸収し易いが、両端部の１〜２山に応力が集中してこの部に亀裂が生じ易いという欠点がある。
【０００４】
そこで、従来、例えば、実開平４−１１９３２７号公報に開示されるように、フレキシブルチューブの端部の１〜３山を漸次減少して、端部の剛性を上げ、中央よりのノーマル山部に力が分散するようにしたものが知られている。
【０００５】
図６は、この種のフレキシブルチューブを示しており、このフレキシブルチューブでは、端部の３山目から山の高さが８．８mm、７．５mm、６．３mmと漸次減少されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなフレキシブルチューブにおいても、依然として端部での亀裂が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明者は、かかる問題を解決すべく、このフレキシブルチューブの物性をシュミレーションにより解析し、後述する表１に示すような結果を得た。
なお、この試作品イの主な仕様は、０．３mm鋼板の２枚重ねであり、山数が２１山である。
【０００８】
この結果、バネ定数は小さいが、端部近傍の応力が比較的大きいことがわかった。
これを改良すべく、図７に示すように、山数を減じてバネ定数を上げることにより、力を分散させて端部への応力を減ずる試作品ロを作成し、上記と同様にこの試作品ロの物性をシュミレーションにより解析した。
【０００９】
結果は、後述する表１に示す通りである。
なお、この試作品ロの主な仕様は、０．４mm鋼板の２枚重ねであり、山数が１５山である。
【００１０】
この結果、バネ定数が、試作品イに比較して著しく増加しているが、発生応力は低く、亀裂対策としては充分に改良されていることがわかった。
但し、実際の使用時の動きに近い自由曲げの最大応力がやや高く、安全率を考慮すると多少不安が残る。
【００１１】
さらに、改良すべく、図８に示すように第１山を変更した試作品ハを作成し、上記と同様にこの試作品ハの物性をシュミレーションにより解析した。
結果は、後述する表１に示す通りである。
【００１２】
なお、この試作品ハの主な仕様は、０．４mm鋼板の２枚重ねであり、山数が１５山である。また、第１山と第２山との間隔のみが８mmから１３．２mmとされ、第１山の立ち上がり部の曲率半径が６mmとされている。
【００１３】
この結果、発生応力に関しては全く好ましいものであるが、反面バネ定数が高く連設他部材への影響を考慮する必要が生じる。
そこで、試作品ロを基準にして種々改良を続けた結果、自動車用フレキシブルチューブとして最適なフレキシブルチューブを見出した。
【００１４】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、バネ定数，発生応力ともに自動車用フレキシブルチューブとして適当であり、亀裂の発生がないフレキシブルチューブを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のフレキシブルチューブは、金属製のチューブの外周に、山部と谷部とが交互に形成されるベローズ部を形成するとともに、前記山部の頂部と谷部の底部とに円弧部を形成してなるフレキシブルチューブにおいて、前記ベローズ部の端部から第４山以降の山高さを同一の高さにするとともに、第３山，第２山および第１山の山高さを前記端部に向けて順次低くし、前記第１山の立ち上がり部に形成される円弧部の曲率半径を、前記第４山以降の頂部に形成される円弧部の曲率半径の２倍以上の曲率半径にし、前記第１山と第２山との間隔を第２山以降の間隔より大きくし、第２山（Ｍ２）以降の間隔を同一の間隔にしてなるものである。
【００１６】
【作用】
本発明のフレキシブルチューブでは、ベローズ部の第３山，第２山および第１山の山高さをベローズ部の端部に向けて順次低くしたので、端部への応力集中が第１山へ向けて順次緩和される。
【００１７】
また、第１山の立ち上がり部に形成される円弧部の曲率半径を、第４山以降の頂部に形成される円弧部の曲率半径の２倍以上の曲率半径にしたので、立ち上がり部への応力集中が緩和され、立ち上がり部に亀裂が発生することが防止される。
そして、第１山と第２山との間隔を第２山以降の間隔より大きくしたので、バネ定数は多少高くなるが、特に第１山の応力が減少し良好になる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施例について説明する。
図１および図２は、本発明のフレキシブルチューブの関連技術を示すもので、このフレキシブルチューブは、図５に示した自動車の排気系に使用される。
【００１９】
図において符号２１は、例えば、ステンレスからなる金属製のチューブを示している。
このチューブ２１の外周には、ベローズ部２３が形成されている。
【００２０】
ベローズ部２３には、山部２５と谷部２７とが交互に形成されている。
山部２５の頂部と谷部２７の底部には、円弧部２９が形成されている。
そして、ベローズ部２３の端部から第４山以降の山高さが同一の高さ１０mmとされ、山部２５の頂部の円弧部２９の曲率半径が同一の曲率半径２．３５mmとされている。
【００２１】
しかして、この関連技術では、図１に示すように、第３山Ｍ３，第２山Ｍ２および第１山Ｍ１の山高さが、８．８mm，７．５mm，６．３mmとされ、端部に向けて順次低くされている。
【００２２】
そして、第１山Ｍ１の立ち上がり部３１に形成される円弧部の曲率半径が６mmとされ、第４山Ｍ４以降の頂部に形成される円弧部の曲率半径２．３５mmの２倍以上の曲率半径とされている。
【００２３】
上述したフレキシブルチューブでは、ベローズ部２３の第３山Ｍ３，第２山Ｍ２および第１山Ｍ１の山高さをベローズ部２３の端部に向けて順次低くしたので、端部への応力集中が第１山へ向けて順次緩和される。
【００２４】
また、第１山Ｍ１の立ち上がり部３１に形成される円弧部の曲率半径を、第４山Ｍ４以降の頂部に形成される円弧部の曲率半径の２倍以上の曲率半径にしたので、次表１に示すように、最大応力σが３００ＭＰａ以下となり、立ち上がり部３１への応力集中が緩和され、立ち上がり部３１に亀裂が発生することが防止される。
【００２５】
さらに、次表１に示すように、バネ定数が４００Ｎ／mm以下となり、必要な弾性を充分に確保することができる。
この結果、バネ定数，発生応力ともに自動車用フレキシブルチューブとして適当であり、かつ、亀裂の発生がないフレキシブルチューブを提供することができる。
【００２６】
また、この関連技術のフレキシブルチューブでは、山部２５の曲率半径および山部２５のピッチが全て同一であるため、加工性が非常に良好なものになる。
【００２７】
【表１】
0003781443.tif 000002
【００２８】
図３は、前述した試作品ロの応力を基準として、第１山Ｍ１の応力および最大応力を示すもので、試作品ロの応力を合格基準とすると、この関連技術のフレキシブルチューブが充分に合格基準をクリアーしているのがわかる。
【００２９】
図４は、本発明のフレキシブルチューブの第１の実施例を示すもので、この実施例では、上述した関連技術と同様に、第３山Ｍ３，第２山Ｍ２および第１山Ｍ１の山高さが、８．８mm，７．５mm，６．３mmとされ、端部に向けて順次低くされている。
【００３０】
また、第１山Ｍ１の立ち上がり部３１に形成される円弧部の曲率半径が６mmとされ、第４山Ｍ４以降の頂部に形成される円弧部の曲率半径２．３５mmの２倍以上の曲率半径とされている。
【００３１】
そして、この実施例では、第１山Ｍ１と第２山Ｍ２との間隔が８mmより大きい９．６mmとされている。
この第１の実施例のフレキシブルチューブにおいても、図３および前表１に示すように、上述した関連技術とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００３２】
そして、この実施例では、第１山Ｍ１と第２山Ｍ２との間隔を大きくしたので、バネ定数は多少高くなるが、特に第１山Ｍ１の応力が上述した関連技術より良好になっている。
【００３３】
なお以上述べた実施例では、本発明のフレキシブルチューブを自動車の排気系に適用した例について説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、同様な条件の基で使用されるフレキシブルチューブに広く適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のフレキシブルチューブでは、ベローズ部の第３山，第２山および第１山の山高さをベローズ部の端部に向けて順次低くしたので、端部への応力集中が第１山へ向けて順次緩和される。
また、第１山の立ち上がり部に形成される円弧部の曲率半径を、第４山以降の頂部に形成される円弧部の曲率半径の２倍以上の曲率半径にしたので、立ち上がり部への応力集中が緩和される。
そして、第１山と第２山との間隔を第２山以降の間隔より大きくしたので、バネ定数は多少高くなるが、特に第１山の応力が減少し良好になる。
従って、立ち上がり部に亀裂が発生することが防止され、バネ定数，発生応力ともに自動車用フレキシブルチューブとして適当であり、亀裂の発生がな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利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２のＡ部を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明のフレキシブルチューブの関連技術を示す側面図である。
【図３】試作品と実施例のフレキシブルチューブの各種応力を比較して示す説明図である。
【図４】本発明のフレキシブルチューブの第１の実施例を示す断面図である。
【図５】自動車の排気系を示す上面図である。
【図６】試作品イのフレキシブルチューブの要部を示す断面図である。
【図７】試作品ロのフレキシブルチューブの要部を示す断面図である。
【図８】試作品ハのフレキシブルチューブの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
２１  チューブ
２５  山部
２７  谷部
２９  円弧部
３１  立ち上がり部
Ｍ１  第１山
Ｍ２  第２山
Ｍ３  第３山
Ｍ４  第４山
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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