JP4815522B2 - フレキシブルチューブ - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブルチューブ、主として車両用などのエンジンの排気系に接続されてエンジンからの振動を吸収するようにした、振動吸収パイプとしてのフレキシブルチューブに関する。

従来、車両用の排気系は、エンジンに組み付けられたエキゾーストマニホールドに連なる排気管に、触媒コンバータ、サブマフラ、メインマフラなどを接続して構成され、エンジンからの振動を排気系後方のマフラなどに伝達しないように、たとえば、エキゾーストマニホールドと触媒コンバータとの間の排気管に振動吸収パイプとしてのフレキシブルチューブを介在させ、エンジンからの振動を吸収するものが知られている。

ところで、後記特許文献１には、こうしたフレキシブルチューブ（１）として、円筒状のベローズ管（２）と、このベローズ管（２）の内側に配置される円筒状のインタロック管（９）と、ベローズ管（２）の両端の連結端部に連結される上流側と下流側のジョイントパイプ（５）（７）とを備え、ベローズ管（２）は両端の連結端部の間に山部と谷部とが軸方向に交互に形成されるベローズ部を有し、上流側と下流側のジョイントパイプ（５）（７）は、ベローズ管（２）との連結部から軸方向中央寄りに延出する延出部（５ａ）（７ａ）がインタロック管（９）の両端の固定端部の内周面に嵌合して固定されるものが開示されている。

特開平７−４２５４８号公報

ところが、前記特許文献１のものは、上流側と下流側のジョイントパイプの延出部を、全長に亘り等径に形成されるインタロック管の内周面に嵌合させているため、上流側と下流側のジョイントパイプの延出部の先端とインタロック管との間に「つなぎ段差」を生じ、この「つなぎ段差」があることにより、上流側ジョイントパイプと下流側ジョイントパイプとの間で排気ガス通路が拡張している。

しかしながら、前記「つなぎ段差」程度の排気ガス通路の拡張は排気音の抑制や背圧（排気の吐出を妨げる圧力）の抑制などに対する効果はほとんどなく、むしろ、「つなぎ段差」があることによって、その分ベローズ管の外径を大きくせざるを得ず、フレキシブルチューブを大型化させてしまうという問題があり、さらに、排気ガス通路を流れる排気ガスが前記「つなぎ段差」のところで流れに乱れを生じ、これが排気ガスの流れ抵抗を増大させるという問題もある。

本発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、前記問題を解決した、新規なフレキシブルチューブを提供することを目的とする

前記目的を達成するため、本請求項１の発明は、円筒状のベローズ管と、ベローズ管の内側に配置される円筒状のインタロック管と、ベローズ管の両端の連結端部に連結される上流側と下流側のジョイントパイプとを備え、
ベローズ管は両端の連結端部の間に山部と谷部とが軸方向に交互に形成されるベローズ部を有し、上流側と下流側のジョイントパイプは、ベローズ管との連結部から軸方向中央寄りに延出する延出部がインタロック管の両端の固定端部に嵌合して固定される、フレキシブルチューブにおいて、
前記インタロック管は、その両端の固定端部の径を、その軸方向中央寄りの径よりも大径に形成し、前記固定端部の内周面に、上流側と下流側のジョイントパイプの前記延出部をそれぞれ嵌合して固定し、前記インタロック管の両端の固定端部の外周面上に位置する、前記ベローズ部の谷部の深さを、これよりも軸方向中央寄りのベローズ部の谷部の深さよりも浅くしたことを特徴としている。

前記目的を達成するため、本請求項２の発明は、円筒状のベローズ管と、ベローズ管の内側に配置される円筒状のインタロック管と、ベローズ管の両端の連結端部に連結される上流側と下流側のジョイントパイプとを備え、
ベローズ管は両端の連結端部の間に山部と谷部とが軸方向に交互に形成されるベローズ部を有し、上流側と下流側のジョイントパイプは、ベローズ管との連結部から軸方向中央寄りに延出する延出部がインタロック管の両端の固定端部に嵌合して固定される、フレキシブルチューブにおいて、
前記インタロック管は、その両端の固定端部の内の一方の固定端部の径を、その軸方向中央寄りの径よりも大径に形成し、前記一方の固定端部の内周面に、上流側と下流側のジョイントパイプの内の一方のジョイントパイプの前記延出部を嵌合して固定し、上流側と下流側のジョイントパイプの内の他方のジョイントパイプの前記延出部の径を前記一方のジョイントパイプの前記延出部の径よりも大きく形成して、この他方のジョイントパイプの前記延出部を、インタロック管の両端の固定端部の内の他方の固定端部の外周面に嵌合して固定し、前記インタロック管の両端の固定端部の外周面上に位置する、前記ベローズ部の谷部の深さを、これよりも軸方向中央寄りのベローズ部の谷部の深さよりも浅くしたことを特徴としている。

本請求項１の発明によれば、インタロック管は、その両端の固定端部の径を、その軸方向中央寄りの径よりも大きく形成したので、これらの固定端部の内周面に嵌合して固定する上流側と下流側のジョイントパイプの延出部の径を小さくすることなく、軸方向中央寄りのインタロック管の径を、インタロック管の内周と前記延出部の内径とが略同径になるまで小さくでき、換言すれば、前記「つなぎ段差」を解消でき、その分ベローズ管の外径も小さくできる。これにより、排気ガス通路を狭めることなく、フレキシブルチューブの小型化を図ることができ、その上、前記「つなぎ段差」の解消により、排気ガス通路を流れる排気ガスの流動抵抗を低減することができる。また、ベローズ管の外径を小さくしても、拡径されたインタロック管の固定端部外周面上に位置するベローズ部の谷部の深さをこれよりも軸方向中央寄りのベローズ部の谷部の深さよりも浅くしたので、ベローズ管とインタロック管との隙間もインタロック管の全長に亘って確保でき、フレキシブルチューブの本来の振動吸収機能を高めることができる。

また、本請求項２の発明によれば、上流側と下流側のジョイントパイプの延出部をインタロック管の両端の固定端部に嵌合して固定するにあたり、一方についてはインタロック管の固定端部の径を大きくしてジョイントパイプの延出部をその内周面に嵌合して固定し、他方についてはジョイントパイプの延出部の径を大きくして、その延出部をインタロック管の固定端部の外周面に嵌合して固定したので、インタロック管の一方の固定端部を拡径させるだけで、前記請求項１の発明と同等の前記作用効果を達成することができ、その上、前記請求項１の発明に比べてフレキシブルチューブの生産性に優れ、そのコストダウンを達成し得る。

本発明フレキシブルチューブを備えた車両用エンジンの排気系の全体側面図 図１の２−２線に沿うフレキシブルチューブの拡大断面図（第１実施例） 図２の３矢視仮想線囲い部分の拡大図（第１実施例） フレキシブルチューブの組立工程を示す図（第１実施例） フレキシブルチューブの組立工程を示す図（第１実施例） 図１の２−２線に沿うフレキシブルチューブの拡大断面図（第２実施例） フレキシブルチューブの組立工程を示す図（第２実施例）

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。

本実施例は、本発明フレキシブルチューブを、自動用エンジンの排気系に実施した場合であり、以下の説明において、前後、左右および上下とは、自動車の前進方向を基準にしていう。

図１において、自動車の前部には、その走行用エンジンＥが横置き（そのクランク軸が車両の左右方向に延長）に搭載されており、そのエンジンＥの頭部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、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の下流側に排気管Ｐｅが接続されており、この排気管Ｐｅは、自動車の床下を前後方向に長く延びていて上流側排気管１と下流側排気管２とを備え、上流側排気管１には、触媒コンバータＣが介在され、上流側排気管１と下流側排気管２との間には、本発明にかかるフレキシブルチューブＴｆが介在され、下流側排気管２には、サブマフラＭｓおよびメインマフラＭｍが接続されている。

そして、エンジンＥの運転により、そこから排出された排気ガスは、触媒コンバータＣにより、そこに含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害成分が浄化されたのち、サブマフラＭｓを通って補助的に消音されたのち、メインマフラＭｍにより主たる消音がなされて外部に排出される。そして、エンジンＥからの振動は、本発明にかかるフレキシブルチューブＴｆにより吸収される。

つぎに、図２〜５を参照して本発明にかかるフレキシブルチューブＴｆの第１実施例について説明する。

このフレキシブルチューブＴｆは、円筒状のベローズ管１０と、その内側に配置される円筒状のインタロック管２０と、その外周を覆うアウタブレード３０と、ベローズ管１０の両端の連結端部１４，１５にそれぞれ連結される上流側ジョイントパイプ４０と下流側ジョイントパイプ４１を備える。

ベローズ管１０の主体部分を構成するベローズ部（蛇腹部）１１は、軸方向に交互に形成される断面ループ状の、山部１２と谷部１３のそれぞれが軸方向に交互にベローズ管１０の一端側から他端側へ形成されており、そのベローズ部１１の前後両端には、ベローズ部１１の外径よりも小径な円筒状の、上流側および下流側連結端部１４，１５が形成される。そして、このベローズ管１０は、インタロック管２０の両端の固定端部２０ｕ，２０ｄの外周面上に位置するベローズ部１１の谷部１３ｕ，１３ｄの深さＤｅ，Ｄｅが、それよりも軸方向中央寄りのベローズ部１１の谷部１３の深さＤｍよりも浅く形成されている。

インタロック管２０は、図３に明瞭に示すように、両側縁が鉤状に形成された帯板材２１を連続的に螺旋状に巻回して円筒状に形成されており、この帯板材２１の両側縁に、鉤状に形成された鉤状部２２，２３を有して、その鉤状部２２，２３を所定の範囲で軸方向に相対移動可能に係合させたインタロック機構２４を備えている。そして、隣接するインタロック機構２４の間には、インタロック管２０の一端側から他端側へ螺旋状に連続する凹み部２５が形成されている。

インタロック管２０の上流側および下流側の両端の固定端部２０ｕ，２０ｄは、円筒状に形成されており、その固定端部２０ｕ，２０ｄの径は、インタロック管２０の軸方向中央寄りの径よりも大きく形成されており、それらの固定端部２０ｕ，２０ｄの内周面に、上流側および下流側ジョイントパイプ４０，４１の延出部４０ｅ，４１ｅの外周面が嵌合して固定される。それらの延出部４０ｅ，４１ｅは、ジョイントパイプ４０，４１よりも小径に形成される。

図２，３に示すように、上流側および下流側ジョイントパイプ４０，４１の延出部４０ｅ，４１ｅの内径と、インタロック管２０の中間部（固定端部２０ｕ，２０ｄを除く）の内径とは略等しくされており、それらの間に段差が形成されないようにされる。

前記アウタブレード３０は、円筒状に形成されており、その内周面に、ベローズ管１０の山部１２の頂が当接され、その前後両端部は漸次に縮径されてその前後両端に接続端部３１，３２が形成されている。アウタブレード３０の両端外周面には、リング状のキャップ５０，５１がそれぞれ溶接により結合される。

上流側および下流側ジョイントパイプ４０，４１の外端の内周面には、上流側および下流側排気管１，２がそれぞれ溶接により結合される。

つぎに、図４，５を参照して、第１実施例のフレキシブルチューブＴｆの組付工程について説明する。

(1) 図４（Ａ）に示すように、アウタブレード３０の上流側接続端部３１の外周に、上流側キャップ５０を、周方向の４箇所にてスポット溶接Ｗ１により結合する。このとき、後記(2) において、アウタブレード３０の中にベローズ管１０を挿入できるようにするため、アウタブレード３０の下流側接続端部３２は縮径されていない。

(2) 図４（Ｂ）に示すように、アウタブレード３０の中にベローズ管１０を、縮径されていない下流側接続端部３２側から挿入し、ベローズ管１０の上流側連結端部１４とアウタブレード３０の上流側接続端部３１および上流側キャップ５０の３者を周方向の４箇所でスポット溶接Ｗ２により結合する。

(3) 図５（Ｃ）に示すように、ベローズ管１０を上流側に押し込みながら、アウタブレード３０を下流側に引っ張り、アウタブレード３０のばね力を調整した後、アウタブレード３０の下流側接続端部３２を縮径加工して、ベローズ管１０の下流側連結端部１５、アウタブレード３０の下流側接続端部３２および下流側キャップ５１の３者を周方向の４箇所でスポット溶接Ｗ３により結合する。

(4) 図５（Ｄ）に示すように、上流側および下流側のジョイントパイプ４０，４１とインタロック管２０のサブアッセンブリー体ＳＡを、ベローズ管１０内の所定位置に挿入した後、上流側ジョイントパイプ４０および下流側ジョイントパイプ４１を軸方向の２箇所Ｐ１，Ｐ２でそれぞれ拡径加工する（このとき、２箇所Ｐ１，Ｐ２の拡径加工は同時に行なっても、別々に行なってもよい）。これにより、インタロック管２０の上流側および下流側の固定端部２０ｕ，２０ｄも拡径加工される。

(5) 図２に示すように、上流側ジョイントパイプ４０、ベローズ管１０の上流側連結端部１４、アウタブレード３０の上流側接続端部３１および上流側キャップ５０と、下流側ジョイントパイプ４１、ベローズ管１０の下流側連結端部１５、アウタブレード３０の下流側接続端部３２および下流側キャップ５１をそれぞれ全周溶接Ｗ４により結合する。

以上により、フレキシブルチューブテーブルＴｆが完成する。

そして、このフレキシブルチューブＴｆの上流側および下流側ジョイントパイプ４０，４１に、上、下流側排気管１、２を内側からそれぞれ嵌合してそれらを溶接Ｗ５により結合し、図１に示すように、排気系Ｅｘの、上流側排気管１と下流側排気管２との間にフレキシブルチューブＴｆが接続される。

しかして、この第１実施例のフレキシブルチューブＴｆのインタロック管２０は、その両端の固定端部２０ｕ，２０ｄの径を、その軸方向中央寄りの径よりも大きく形成したので、これらの固定端部２０ｕ，２０ｄの内周面に嵌合して固定される上流側と下流側のジョイントパイプ４０，４１の延出部４０ｅ，４１ｅの径を小さくすることなく、軸方向中央寄りのインタロック管２０の径を、インタロック管２０の内周と前記延出部４０ｅ，４１ｅの内径とが略同径になるまで小さくでき、前述の「つなぎ段差」を解消でき、その分ベローズ管１０の外径も小さくできる。これにより、排気ガス通路を狭めることなく、フレキシブルチューブＴｆの小型化を図ることができ、その上、前記「つなぎ段差」の解消により、排気ガス通路を流れる排気ガスの流動抵抗を低減することができる。また、ベローズ管１０の外径を小さくしても、拡径されたインタロック管２０の固定端部２０ｕ，２０ｄの外周面上に位置するベローズ部１１の谷部１３ｕ，１３ｄの深さＤｅ，Ｄｅをこれよりも軸方向中央よりのベローズ部１１の谷部１３の深さＤｍよりも浅くしたので、ベローズ管１０とインタロック管２０との隙間をインタロック管２０の全長に亘って確保でき、フレキシブルチューブＴｆの本来の振動吸収機能を高めることができる。

つぎに、図６，７を参照して、本発明にかかるフレキシブルチューブＴｆの第２実施例について説明する。

この第２実施例において、前記第１実施例と同じものには同じ符号が付される。

この第２実施例では、インタロック管２０は、その上流側固定端部２０ｕの径を、それよりも軸方向中央寄りのインタロック管２０の径よりも大きく形成する一方、その下流側固定端部２０ｄの径を、それよりも軸方向中央寄りのインタロック管２０の径と同じに形成される。また、上流側ジョイントパイプ４０の延出部４０ｅの径を、下流側ジョイントパイプ４１の延出部４１ｅの径よりも小さく形成し、上流側ジョイントパイプ４０の延出部４０ｅの外周面を、インタロック管２０の上流側固定端部２０ｕの内周面に嵌合して固定し、一方下流側ジョイントパイプ４１の延出部４１ｅの内周面を、インタロック管２０の下流側固定端部２０ｄの外周面に嵌合して固定する。そして、インタロック管２０の両端の、上流側および下流側固定端部２０ｕ，２０ｄの外周面上に位置するベローズ部１１の上流側および下流側谷部１３ｕ，１３ｄの深さＤｅ，Ｄｅを、これよりも軸方向中央寄りのベローズ部１１の谷部１３の深さＤｍより浅く形成されている。

つぎに、第２実施例のフレキシブルチューブＴｆの組付工程ついて説明するに、前記第１実施例の組立工程(1) 〜(5) の内、(4) の工程が、つぎの(4) ′に変更されるだけで、他の組付工程は前記第１実施例と同じである。

(4) ′上流側および下流側のジョイントパイプ４０，４１とインタロック管２０のサブアッセンブリーＳＡを、ベローズ管１０内の所定位置に挿入した後、図７（Ｄ）に示すように、上流側ジョイントパイプ４０を軸方向に２箇所で拡径加工する（このとき、２箇所の拡径加工は同時に行なっても、別々に行なってもよい）。これにより、インタロック管２０の上流側も拡径加工される（図７参照）。

しかして、この第２実施例によれば、上流側と下流側のジョイントパイプ４０，４１の延出部４０ｅ，４１ｅをインタロック管２０の両端の固定端部２０ｕ，２０ｄに嵌合して固定するにあたり、インタロック管２０の上流側固定端部２０ｕの径を大きくして、上流側ジョイントパイプ４０の延出部４０ｅを、上流側固定端部２０ｕの内周面に嵌合して固定し、下流側ジョイントパイプ４１の延出部４１ｅの径を大きくして、その延出部４１ｅをインタロック管２０の下流側固定端部２０ｄの外周面に嵌合して固定したので、インタロック管２０は、その上流側固定端部２０ｕのみを拡径加工させるだけで、前記第１実施例と同じ作用効果が得られるだけでなく、前記第１実施例のものに比べてフレキシブルチューブＴｆの生産性に優れて、そのコストダウンが図れる。

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。

たとえば、前記実施例では、本発明フレキシブルチューブを自動車用エンジンＥの排気系Ｅｘに実施した場合を説明したが、これを汎用など、他の用途のエンジンの排気系、その他の軸方向の振動を伴う配管に実施することができる。

また、前記第２実施例において、インタロック管２０は、その下流側固定端部２０ｄの径を、それよりも軸方向中央寄りのインタロック管２０の径よりも大きく形成する一方、その上流側固定端部２０ｕの径を、それよりも軸方向中央寄りのインタロック管２０の径と同じに形成し、下流側ジョイントパイプ４１の延出部４１ｅの径を、上流側ジョイントパイプ４０の延出部４０ｅの径よりも小さく形成し、下流側ジョイントパイプ４１の延出部４１ｅの外周面を、インタロック管２０の下流側固定端部２０ｄの内周面に嵌合して固定し、一方上流側ジョイントパイプ４０の延出部４０ｅの内周面を、インタロック管２０の上流側固定端部２０ｕの外周面に嵌合して固定してもよい。

１０・・・・ベローズ管
１１・・・・ベローズ部
１２・・・・山部
１３・・・・谷部
１３ｕ・・・上流側谷部（上流側固定端部２０ｕ上の谷部）
１３ｄ・・・下流側谷部（下流側固定端部２０ｄ上の谷部）
１４・・・・連結端部（上流側連結端部）
１５・・・・連結端部（下流側連結端部）
２０・・・・インタロック管
２０ｕ・・・上流側固定端部（一方の固定端部）
２０ｄ・・・下流側固定端部（他方の固定端部）
４０・・・・上流側ジョイントパイプ
４０ｅ・・・上流側ジョイントパイプの延出部
４１・・・・下流側ジョイントパイプ
４１ｅ・・・下流側ジョイントパイプの延出部
Ｄｅ・・・・ベローズ部の、インタロック管の固定端部上に位置する谷部の深さ
Ｄｍ・・・・ベローズ部の深さ

Claims (2)

1. 円筒状のベローズ管（１０）と、ベローズ管（１０）の内側に配置される円筒状のインタロック管（２０）と、ベローズ管（１０）の両端の連結端部（１４，１５）に連結される上流側と下流側のジョイントパイプ（４０，４１）とを備え、
   ベローズ管（１０）は両端の連結端部（１４，１５）の間に山部（１２）と谷部（１３）とが軸方向に交互に形成されるベローズ部（１１）を有し、上流側と下流側のジョイントパイプ（４０，４１）は、ベローズ管（１０）との連結部から軸方向中央寄りに延出する延出部（４０ｅ，４１ｅ）がインタロック管（２０）の両端の固定端部（２０ｕ，２０ｄ）に嵌合して固定される、フレキシブルチューブにおいて、
   前記インタロック管（２０）は、その両端の固定端部（２０ｕ，２０ｄ）の径を、その軸方向中央寄りの径よりも大径に形成し、前記固定端部（２０ｕ，２０ｄ）の内周面に、上流側と下流側のジョイントパイプ（４０，４１）の前記延出部（４０ｅ，４１ｅ）をそれぞれ嵌合して固定し、前記インタロック管（２０）の両端の固定端部（２０ｕ，２０ｄ）の外周面上に位置する、前記ベローズ部（１１）の谷部（１３ｕ，１３ｄ）の深さ（Ｄｅ，Ｄｅ）を、これよりも軸方向中央寄りのベローズ部（１１）の谷部（１３）の深さ（Ｄｍ）よりも浅くしたことを特徴とするフレキシブルチューブ。
2. 円筒状のベローズ管（１０）と、ベローズ管（１０）の内側に配置される円筒状のインタロック管（２０）と、ベローズ管（１０）の両端の連結端部（１４，１５）に連結される上流側と下流側のジョイントパイプ（４０，４１）とを備え、
   ベローズ管（１０）は両端の連結端部（１４，１５）の間に山部（１２）と谷部（１３）とが軸方向に交互に形成されるベローズ部（１１）を有し、上流側と下流側のジョイントパイプ（４０，４１）は、ベローズ管（１０）との連結部から軸方向中央寄りに延出する延出部（４０ｅ，４１ｅ）がインタロック管（２０）の両端の固定端部（２０ｕ，２０ｄ）に嵌合して固定される、フレキシブルチューブにおいて、
   前記インタロック管（２０）は、その両端の固定端部（２０ｕ，２０ｄ）の内の一方の固定端部（２０ｕ）の径を、その軸方向中央寄りの径よりも大径に形成し、前記一方の固定端部（２０ｕ）の内周面に、上流側と下流側のジョイントパイプ（４０，４１）の内の一方のジョイントパイプ（４０）の前記延出部（４０ｅ）を嵌合して固定し、上流側と下流側のジョイントパイプ（４０，４１）の内の他方のジョイントパイプ（４１）の前記延出部（４１ｅ）の径を前記一方のジョイントパイプ（４０）の前記延出部（４０ｅ）の径よりも大きく形成して、この他方のジョイントパイプ（４１）の前記延出部（４１ｅ）を、インタロック管（２０）の両端の固定端部（２０ｕ，２０ｄ）の内の他方の固定端部（２０ｄ）の外周面に嵌合して固定し、前記インタロック管（２０）の両端の固定端部（２０ｕ，２０ｄ）の外周面上に位置する、前記ベローズ部（１１）の谷部（１３ｕ，１３ｄ）の深さ（Ｄｅ，Ｄｅ）を、これよりも軸方向中央寄りのベローズ部（１１）の谷部（１３）の深さ（Ｄｍ）よりも浅くしたことを特徴とする、フレキシブルチューブ。

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