JP6414675B2 - フレキシブルチューブ - Google Patents

Description

本発明は、上流側管および下流側管を結ぶフレキシブルチューブに関する。

内燃機関の排気系に、内燃機関からの振動を減衰するようにしてフレキシブルチューブが設けられるようにしたものが、特許文献１および特許文献２等で知られている。

特許第４８１５５２２号公報 特許第３９９５４７０号公報

ところで、振動吸収に有効なフレキシブルチューブでは、上流側管および下流側管を結ぶベローズ管の伸縮を規制するための機構が必要であり、上記特許文献１および２で開示されたものでは、ベローズ管を覆うアウターブレードと、前記ベローズ管の内側に配置されるインターロック管とを備えるようにフレキシブルチューブが構成されている。しかるに前記インターロック管は断面Ｓ字状の螺旋状の管であり、高精度の加工が必要であるので製造工程が複雑となって高価である上に、重くなってしまう。またインターロック管は２つの管部材の噛み合っている構造であり、２つの管部材が軸方向および径方向で接触する際に異音が発生する可能性があり、その異音の発生を防止するために、適用する内燃機関によって設定を変化させる専用設計が必要となっていた。さらに上記特許文献１および２で開示されたフレキシブルチューブでは、ベローズ管にその外側のアウターブレードが接触しており、過大な負荷がかかったときにはその摩擦でベローズ管が変形してしまう可能性がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、インターロック管を用いることなく、ベローズ管の伸縮を規制し得るようにしたフレキシブルチューブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、上流側管および下流側管を結ぶフレキシブルチューブであって、前記上流側管および前記下流側管の外周に固定される連結筒部を両端部にそれぞれ有するベローズ管と、前記連結筒部を除く部分では前記ベローズ管の外周との間に間隙が生じるようにして前記ベローズ管を囲繞するとともに、前記ベローズ管の軸方向に沿う内端部を相互に対向させるように内向きに傾斜させて前記上流側管および前記下流側管の外周にそれぞれ固定される一対の規制筒と、金属製の網材によって筒状に形成されるとともに前記一対の規制筒を覆って前記上流側管および前記下流側管の外周に両端部が固定される網状連結筒と、前記一対の規制筒の前記内端部間に対応する位置で前記網状連結筒の外周に嵌装されるリング部材とを備え、前記リング部材は、横断面形状が外方に開放した略Ｕ字状に形成されていて、前記網状連結筒の一部を前記一対の規制筒の前記内向きに傾斜した内端部間に入り込ませるようにして前記網状連結筒の外周に嵌合されるとともに、前記網状連結筒の一部を間に挟むようにして前記一対の規制筒の前記内端部に当接したときに前記ベローズ管の収縮を規制し得る硬さを有することを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記ベローズ管の両端部の前記連結筒部と、前記ベローズ管の軸方向に沿う前記一対の規制筒の外端部と、前記網状連結筒の両端部とが、前記網状連結筒の両端部を囲繞するリング状の押さえ部材とともに前記上流側管および前記下流側管の外周に溶接されることを第２の特徴とする。

さらに本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記上流側管および前記下流側管の一方に、前記上流側管および前記下流側管の他方に一部が挿入されるようにした小径管部が一体に設けられることを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、ベローズ管を囲繞するとともにベローズ管の軸方向に沿う内端部を相互に対向させるように内向きに傾斜させた一対の規制筒が上流側管および下流側管の外周にそれぞれ固定され、一対の規制筒を覆って上流側管および前記下流側管の外周に両端部が固定される網状連結筒の外周に一対の規制筒の前記内端部間に対応してリング部材が嵌装され、該リング部材は、横断面形状が外方に開放した略Ｕ字状に形成されていて、網状連結筒の一部を一対の規制筒の前記内向きに傾斜した内端部間に入り込ませるようにして網状連結筒の外周に嵌合されるとともに、網状連結筒の一部を間に挟むようにして一対の規制筒の前記内端部に当接したときにベローズ管の収縮を規制し得る硬さを有するので、規制筒の軸方向内端部が、それらの間に網状連結筒の一部およびリング部材を介して当接することになってベローズ管の収縮方向の規制を行うことができ、またベローズ管の伸長方向の規制は、網状連結筒によって規制される。したがって高価で複雑な構造のインターロック機構を用いることが不要であり、軽量かつ廉価なフレキシブルチューブを提供することができる。しかも一対の規制筒は、連結筒部を除く部分ではベローズ管の外周との間に間隙が生じるようにしてベローズ管を囲繞するものであり、それらの規制筒を覆う網状連結筒は、ベローズ管に接触することはなく、摩擦によるベローズ管の損傷が生じることはない。またインターロック機構に起因した異音の発生もないので、適用する内燃機関によって設定を変化させる専用設計が不要であり、汎用性が向上することになる。

また本発明の第２の特徴によれば、ベローズ管の両端部の連結筒部と、一対の規制筒の外端部と、網状連結筒の両端部とが、リング状の押さえ部材とともに上流側管および下流側管の外周に溶接されるので、撓み代を考慮しながら、ベローズ管、一対の規制筒および網状連結筒を、上流側管および下流側管の外周にそれぞれ同時に固定することができ、製造が容易となる。

さらに本発明の第３の特徴によれば、上流側管および下流側管の一方に一体に設けられる小径管部の一部が、上流側管および下流側管の他方に挿入されるので、小径管部の一部と、上流側管および下流側管の他方とは径方向で重なることになり、軽量かつ簡単な構造で熱害を防止することができ、上流側管から下流側管へのガスの流通を滑らかとし、乱流の発生を抑制することができる。

内燃機関の排気系の一部を示す側面図である。 フレキシブルチューブの側面図である。 図２の３−３線断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら説明すると、先ず図１において、車両に搭載される内燃機関Ｅのシリンダヘッド５には、そのシリンダヘッド５に設けられる複数の排気ポート６に対応した排気マニホールド７が接続される。その排気マニホールド７の下流端部に排気管８を介して触媒コンバータ９が接続され、前記排気管８には本発明に従うフレキシブルチューブ１０が介設される。すなわち前記フレキシブルチューブ１０は、前記排気管８のうち前記排気マニホールド７側の上流側管部８ａと、前記触媒コンバータ９側の下流側管部８ｂとの間に設けられる。

図２および図３を併せて参照して、前記フレキシブルチューブ１０は、前記排気管８の上流側管部８ａに同軸に結合される上流側管１１ならびに前記排気管８の下流側管部８ｂに同軸に結合される下流側管１２の外周に固定される連結筒部１３ａ，１３ｂを両端部に有するベローズ管１３と、前記連結筒部１３ａ，１３ｂを除く部分では前記ベローズ管１３の外周との間に間隙１４が生じるようにして前記ベローズ管１３を囲繞するとともに前記ベローズ管１３の軸方向に沿う内端部１５ｄ，１６ｄを相互に対向させるようにして前記上流側管１１および前記下流側管１２の外周にそれぞれ固定される一対の規制筒１５，１６と、金属製の網材によって筒状に形成されるとともに前記一対の規制筒１５，１６を覆って前記上流側管１１および前記下流側管１２の外周に両端部が固定される網状連結筒１７と、前記一対の規制筒１５，１６の前記内端部１５ｄ，１６ｄ間に対応する位置で前記網状連結筒１７の外周に嵌装されるリング部材１８とを備える。

前記ベローズ管１３は、その両端の前記連結筒部１３ａ，１３ｂと、それらの連結筒部１３ａ，１３ｂにそれぞれ連なる一対の蛇腹部１３ｃ，１３ｄと、両蛇腹部１３ｃ，１３ｄ間を連結する円筒状の中央連結部１３ｅを一体に有するように形成される。

前記一対の規制筒１５，１６は、前記ベローズ管１３の前記連結筒部１３ａ，１３ｂを囲繞する小径円筒部１５ａ，１６ａと、前記ベローズ管１３の前記蛇腹部１３ｃ，１３ｄを同軸に囲繞する大径円筒部１５ｂ，１６ｂと、小径円筒部１５ａ，１６ａおよび大径円筒部１５ｂ，１６ｂ間を一体に連結するテーパ状連結筒部１５ｃ，１６ｃと、該テーパ筒部１５ｃ，１６ｃとは反対側の、前記ベローズ管１３の軸方向に沿う内端部１５ｄ，１６ｄで、前記大径円筒部１５ｂ，１６ｂの端部から半径方向内方に張り出すテーパ状の鍔部とを一体にそれぞれ有するように形成され、前記大径円筒部１５ｂ，１６ｂが、前記ベローズ管１３の前記蛇腹部１３ｃ，１３ｄを、その外周との間に間隙１４が生じるように囲繞する。

また前記網状連結筒１７は、前記一対の規制筒１５，１６の外面に接触するようにして前記一対の規制筒１５，１６を覆うものである。また前記リング部材１８の横断面形状は外方に開放した略Ｕ字状となるものであり、前記網状連結筒１７の軸方向中央部が前記一対の規制筒１５，１６の前記内端部１５ｄ，１６ｄ間、すなわち両規制筒１５，１６の前記鍔部間に一部が入り込むように、前記リング部材１８が前記網状連結筒１７の外周に嵌装される。

前記網状連結筒１７の外周にリング部材１８を嵌装するにあたっては、外力が作用しない自然な状態では前記規制筒１５，１６における前記大径筒部１５ｂ，１６ｂよりわずかに大径のリング部材１８を軸方向にスライドさせて前記網状連結筒１７の軸方向中央部に被せた状態で縮径加工するか、外力が作用しない自然な状態では前記規制筒１５，１６における前記大径筒部１５ｂ，１６ｂよりわずかに大径のＣ字状の部材を軸方向にスライドさせて前記網状連結筒１７の軸方向中央部に被せた状態で縮径して当接部を溶接するようにしてもよい。

前記ベローズ管１３の両端部の前記連結筒部１３ａ，１３ｂと、前記ベローズ管１３の軸方向に沿う前記一対の規制筒１５，１６の外端部すなわち小径筒部１５ａ，１６ａと、前記網状連結筒１７の両端部とが、前記網状連結筒１７の両端部を囲繞するリング状の押さえ部材１９，２０とともに前記上流側管１１および前記下流側管１２の外周に溶接されるものであり、前記押さえ部材１９，２０は、その横断面形状が略Ｌ字状となるように形成されている。

また前記上流側管１１および前記下流側管１２の一方たとえば前記上流側管１１には、前記上流側管１１および前記下流側管１２の他方たとえば前記下流側管１２に一部が挿入されるようにした小径管部１１ａが一体に設けられており、この小径管部１１ａは、この実施の形態では、前記下流側管１２に向かうにつれて小径となるテーパ筒部分１１ａａと、該テーパ筒部分１１ａａの小径端に同軸に連なる円筒部分１１ａｂとから成り、前記円筒部分１１ａｂの一部が、径方向で前記下流側管１２の上流端部に径方向で重なるようにして前記下流側管１２の上流端部に挿入される。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、フレキシブルチューブ１０が、上流側管１１および下流側管１２の外周に固定される連結筒部１３ａ，１３ｂを両端部にそれぞれ有するベローズ管１３と、前記連結筒部１３ａ，１３ｂを除く部分では前記ベローズ管１３の外周との間に間隙１４が生じるようにして前記ベローズ管１３を囲繞するとともに前記ベローズ管１３の軸方向に沿う内端部１５ｄ，１６ｄを相互に対向させるように内向きに傾斜させて前記上流側管１１および前記下流側管１２の外周にそれぞれ固定される一対の規制筒１５，１６と、金属製の網材によって筒状に形成されるとともに前記一対の規制筒１５，１６を覆って前記上流側管１１および前記下流側管１２の外周に両端部が固定される網状連結筒１７と、前記一対の規制筒１５，１６の前記内端部１５ｄ，１６ｄ間に対応する位置で前記網状連結筒１７の外周に嵌装されるリング部材１８とを備え、前記リング部材１８は、横断面形状が外方に開放した略Ｕ字状に形成されていて、前記網状連結筒１７の一部を前記一対の規制筒１５，１６の前記内向きに傾斜した内端部１５ｄ，１６ｄ間に入り込ませるようにして前記網状連結筒１７の外周に嵌合されるとともに、前記網状連結筒１７の一部を間に挟むようにして前記一対の規制筒１５，１６の前記内端部１５ｄ，１６ｄに当接したときに前記ベローズ管１３の収縮を規制し得る硬さを有するので、規制筒１５，１６の軸方向内端部１５ｄ，１６ｄが、それらの間に網状連結筒１７の一部およびリング部材１８を介して当接することになってベローズ管１３の収縮方向の規制を行うことができ、またベローズ管１３の伸長方向の規制は、網状連結筒１７によって規制される。したがって高価で複雑な構造のインターロック機構を用いることが不要であり、軽量かつ廉価なフレキシブルチューブ１０を提供することができる。しかも一対の規制筒１５，１６は、連結筒部１３ａ，１３ｂを除く部分ではベローズ管１３の外周との間に間隙１４が生じるようにしてベローズ管１３を囲繞するものであり、それらの規制筒１５，１６を覆う網状連結筒１７は、ベローズ管１３に接触することはなく、摩擦によるベローズ管１３の損傷が生じることはない。またインターロック機構に起因した異音の発生もないので、適用する内燃機関Ｅによって設定を変化させる専用設計が不要であり、汎用性が向上することになる。

また前記ベローズ管１３の両端部の前記連結筒部１３ａ，１３ｂと、前記ベローズ管１３の軸方向に沿う前記一対の規制筒１５，１６の外端部と、前記網状連結筒１７の両端部とが、前記網状連結筒１７の両端部を囲繞するリング状の押さえ部材１９，２０とともに前記上流側管１１および前記下流側管１２の外周に溶接されるので、撓み代を考慮しながら、ベローズ管１３、一対の規制筒１５，１６および網状連結筒１７を、上流側管１１および下流側管１２の外周にそれぞれ同時に固定することができ、製造が容易となる。

さらに前記上流側管１１および前記下流側管１２の一方（この実施の形態では上流側管１１）に、前記上流側管１１および前記下流側管１２の他方（この実施の形態では下流側管１２）に一部が挿入されるようにした小径管部１１ａが一体に設けられるので、小径管部１１ａの一部と、上流側管１１および下流側管１２の他方とは径方向で重なることになり、軽量かつ簡単な構造で熱害を防止することができ、上流側管１１から下流側管１２への排気ガスの流通を滑らかとし、乱流の発生を抑制して排気効率の低下を抑制することができる。

また前記ベローズ管１３の軸方向中央部を蛇腹状とせずに円筒状としたことで、ベローズ管１３への網状連結部１７の接触を回避しつつフレキシブルチューブ１０全体の小径化に寄与することができる。

なお上述の実施の形態では、上流側管１１および下流側管１２の径方向での重なり部を、ベローズ管１３の軸方向端部としたが、ベローズ管１３の軸方向中央部で上流側管１１および下流側管１２が径方向で重なるようにすることもできる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

１０・・・フレキシブルチューブ
１１・・・上流側管
１１ａ・・・小径管部
１２・・・下流側管
１３・・・ベローズ管
１３ａ，１３ｂ・・・連結筒部
１４・・・間隙
１５，１６・・・規制筒
１５ｄ，１６ｄ・・・内端部
１７・・・網状連結筒
１８・・・リング部材
１９，２０・・・押さえ部材

Claims (3)

1. 上流側管（１１）および下流側管（１２）を結ぶフレキシブルチューブであって、
   前記上流側管（１１）および前記下流側管（１２）の外周に固定される連結筒部（１３ａ，１３ｂ）を両端部にそれぞれ有するベローズ管（１３）と、
   前記連結筒部（１３ａ，１３ｂ）を除く部分では前記ベローズ管（１３）の外周との間に間隙（１４）が生じるようにして前記ベローズ管（１３）を囲繞するとともに、前記ベローズ管（１３）の軸方向に沿う内端部（１５ｄ，１６ｄ）を相互に対向させるように内向きに傾斜させて前記上流側管（１１）および前記下流側管（１２）の外周にそれぞれ固定される一対の規制筒（１５，１６）と、
   金属製の網材によって筒状に形成されるとともに前記一対の規制筒（１５，１６）を覆って前記上流側管（１１）および前記下流側管（１２）の外周に両端部が固定される網状連結筒（１７）と、
   前記一対の規制筒（１５，１６）の前記内端部（１５ｄ，１６ｄ）間に対応する位置で前記網状連結筒（１７）の外周に嵌装されるリング部材（１８）とを備え、
   前記リング部材（１８）は、横断面形状が外方に開放した略Ｕ字状に形成されていて、前記網状連結筒（１７）の一部を前記一対の規制筒（１５，１６）の前記内向きに傾斜した内端部（１５ｄ，１６ｄ）間に入り込ませるようにして前記網状連結筒（１７）の外周に嵌合されるとともに、前記網状連結筒（１７）の一部を間に挟むようにして前記一対の規制筒（１５，１６）の前記内端部（１５ｄ，１６ｄ）に当接したときに前記ベローズ管（１３）の収縮を規制し得る硬さを有することを特徴とするフレキシブルチューブ。
2. 前記ベローズ管（１３）の両端部の前記連結筒部（１３ａ，１３ｂ）と、前記ベローズ管（１３）の軸方向に沿う前記一対の規制筒（１５，１６）の外端部と、前記網状連結筒（１７）の両端部とが、前記網状連結筒（１７）の両端部を囲繞するリング状の押さえ部材（１９，２０）とともに前記上流側管（１１）および前記下流側管（１２）の外周に溶接されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルチューブ。
3. 前記上流側管（１１）および前記下流側管（１２）の一方に、前記上流側管（１１）および前記下流側管（１２）の他方に一部が挿入されるようにした小径管部（１１ａ）が一体に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブルチューブ。

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