JPH07310538A - 振動遮断用エキゾーストパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インタロックやインナブレードを用いること
なく、曲げ方向及び軸方向に対する振動を吸収しうる振
動遮断用エキゾーストパイプの提供。 【構成】 振動遮断用エキゾーストパイプ１０は、山部
１１と谷部１２ａ，１２ｂとを備え予め圧縮処理を施し
たベローズ２、そのベローズ２の左右両端に設けられた
インナパイプ４、ベローズ２の伸長範囲を規制するブレ
ード６、及び左右両端に設けられたリング８から構成さ
れている。パイプ１０にかかる曲げ方向の振動は主とし
てベローズ２の深い谷部１２ａにより吸収される。一
方、軸方向の振動は、インナパイプ４の押圧面１３を介
して、山部１１と浅い谷部１２ｂと深い谷部１２ａの外
周側を圧縮するように荷重がかかる。従って、軸方向の
振動によるベローズ２の伸縮振幅は小さいため、金属疲
労等によりベローズ２が損壊することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気系に設けられる振
動遮断用エキゾーストパイプに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の排気系は、エンジンに組み付けら
れたエキゾーストマニホルド、触媒コンバータ、サブマ
フラ、メインマフラ等をエキゾーストパイプにより接続
して構成される。このエキゾーストパイプはエンジンの
ローリング、ピッチング等による振動あるいは悪路走行
時における振動を受けるため、これによりエキゾースト
マニホルド等との溶接部あるいはこれら排気系をボディ
に締結する締結部が共振して折損するおそれがあった。

【０００３】従来から、このような不具合を解消すべ
く、例えばエキゾーストマニホルドとコンバータとの間
に振動遮断用エキゾーストパイプを設け、上記振動を遮
断するものが知られていた。この振動遮断用エキゾース
トパイプの代表的なものとしては、フレキシブルパイプ
又は蛇管と称するものがあり、これは、曲げに対する振
動や軸方向に対する振動を吸収する作用を奏するもので
ある。

【０００４】図６に示した従来の振動遮断用エキゾース
トパイプ５０は、山部と谷部とを備えたベローズ５１、
そのベローズ５１の左右両端に設けられたインナパイプ
５２、両インナパイプ５２間に設けられたインタロック
５３、インタロック５３に被せられたインナブレード５
４、ベローズ５１の伸長範囲を規制するブレード５５、
及び左右両端に設けられたリング５６から構成されてい
る。

【０００５】インタロック５３は、図７に示すように、
略Ｓ字の帯状の鍵体５３ａを巻回したものであり、隣合
う鍵体５３ａ同士は係止可能とされている。このインタ
ロック５３の軸方向の移動範囲は、最大長さとなる図７
（ａ）の係止状態から、最小長さとなる図７（ｂ）の係
止状態までの範囲である。インナブレード５４は、イン
タロック５３を覆うように被せられ、インタロック５３
の軸方向の移動範囲を規制している。即ち、インタロッ
ク５３が図７（ａ），（ｂ）の両係止状態間で自由に移
動できるとすれば、インタロック５３を構成する鍵体５
３ａ同士が接触し異音が発生するため、インナブレード
５４はインタロック５３の移動範囲を規制してこの異音
の発生を防止するのである。

【０００６】この振動遮断用エキゾーストパイプ５０で
は、曲げ方向・軸方向に対する振動は、原則的にはベロ
ーズ５１のフレキシブル性により吸収される。しかし、
軸方向の圧縮荷重を受けたとき、ベローズ５１が軸方向
に無制限に圧縮されるとすれば、振幅の大きな伸縮動作
を繰り返すことになり金属疲労によってベローズ５１が
損壊するという不具合が生じる。このため、軸方向の圧
縮荷重をインタロック５３で受ける構造とし、ベローズ
５１の損壊を回避している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
振動遮断用エキゾーストパイプ５０では、上述した理由
からインタロック５３、インナブレード５４を取り付け
る必要があったため、その分車重が増し燃費向上に不利
である等の問題があった。また、これら部品の使用によ
りコストが嵩み、組付作業が煩雑になるという問題もあ
った。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、インタロックやインナブレードを用いることな
く、曲げ方向及び軸方向に対する振動を吸収しうる振動
遮断用エキゾーストパイプの提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の振動遮断用エキゾーストパイプは、
山部と谷部とを交互に有し、前記谷部は少なくとも深浅
二種類存在し、隣合う二つの深い谷部の間に一つ以上の
浅い谷部が配された箇所を有するベローズと、前記ベロ
ーズの両端に設けられ、前記ベローズの浅い谷部の径か
ら前記ベローズの山部の径までの範囲内にて前記ベロー
ズと当接するインナパイプと、前記ベローズの伸長範囲
を規制する規制部材と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】前記ベローズは、予め、所定荷重にて前記
ベローズの浅い谷部の径から前記ベローズの山部の径ま
での範囲を軸方向に圧縮したものを用いてもよい。

【００１１】

【作用】請求項１記載の振動遮断用エキゾーストパイプ
によれば、軸方向に対する振動は山部と谷部との間隙に
より生じる弾性力によって吸収する。一方、曲げに対す
る振動は主として深い谷部の内周側によって吸収する。

【００１２】インナパイプは、ベローズの浅い谷部の径
から前記ベローズの山部の径までの範囲内にてベローズ
と当接している。このため、軸方向に対する振動は、こ
の当接面を介してベローズにかかり、ベローズのうち山
部と浅い谷部と深い谷部の外周側とが押圧されることに
なる。この山部と浅い谷部と深い谷部の外周側とは間隙
をもって配されているため一種の弾性体を形成してい
る。従って、軸方向に対する振動によって受ける荷重に
応じて上記間隙又はベローズの弾性力を設定すれば、軸
方向に対する振動を受けた場合のベローズの振幅を小さ
くすることができる。即ち、軸方向に対する振動により
ベローズは振幅の小さな伸縮動作を繰り返すこととな
り、金属疲労等によるベローズの損壊を防止しうる。

【００１３】前記ベローズとして、予め、所定荷重にて
前記ベローズの浅い谷部の径から前記ベローズの山部の
径までの範囲を軸方向に圧縮したものを用いることがで
きる。ここで、所定荷重とは、車両の振動によりエキゾ
ーストパイプが受ける荷重以上の荷重をいう。例えば乗
用車の場合、車両の振動により受ける荷重が１００〜１
５０ｋｇ程度であるためそれ以上の荷重をかけることに
なるが、この場合作用効果を顕著に奏するためには２〜
３トン程度の荷重をかけることが望ましい。かかる圧縮
処理を施したとしても、ベローズの山部と谷部との間に
はスプリングバックにより間隙が生じるため、この間隙
により軸方向に対する振動を吸収することができる。こ
のように、圧縮処理を施したベローズを使用しているた
め、軸方向に対する振動を受けたとしても振幅の小さな
伸縮動作を繰り返すこととなり、金属疲労等によるベロ
ーズの損壊を防止しうる。一方、曲げに対する振動は、
上記圧縮処理によっては圧縮されない深い谷部の内周側
によって、主として吸収される。

【００１４】

【実施例】本発明の好適な実施例を図面に基づいて以下
に説明する。図１は、本実施例の振動遮断用エキゾース
トパイプの破断面図である。図２は、ベローズの圧縮工
程を示す説明図である。

【００１５】振動遮断用エキゾーストパイプ１０は、山
部１１と谷部１２ａ，１２ｂとを備えたベローズ２、そ
のベローズ２の左右両端に設けられたインナパイプ４、
ベローズ２の伸長範囲を規制するブレード６、及び左右
両端に設けられたリング８から構成されている。

【００１６】ベローズ２は、深浅二種類の谷部１２ａ，
１２ｂを備え、深い谷部１２ａ、山部１１、浅い谷部１
２ｂ、山部１１を一単位とする繰り返し形状が軸方向に
沿って形成されている。このベローズ２は、予め圧縮処
理が施されたものである。以下に圧縮処理について図２
に基づき説明する。

【００１７】即ち、図２（ａ）に示すように、圧縮処理
前のベローズ２の左右両側に、外径がベローズ２の山部
１１の径以上であり内径がベローズ２の浅い谷部１２ｂ
の径と略一致するリング状の押圧部材９を配置し、この
押圧部材９に所定荷重を加えることによりベローズ２を
軸方向に圧縮する。このとき、ベローズ２の深い谷部１
２ａの内周側即ち曲線形状部分は直接荷重を受けない。
荷重を除去すると、図２（ｂ）に示すように、スプリン
グバックにより山部１１と谷部１２ａ，１２ｂとの間に
は間隙が生じる。

【００１８】このとき加える所定荷重は、振動遮断用エ
キゾーストパイプ１０を使用する車両の種類、エンジン
の種類等によりケースバイケースで設定することとなる
が、例えば車両の振動により受ける荷重が１００〜１５
０ｋｇの場合には、所定荷重を２〜３ｔとして処理する
ことが作用効果を顕著に奏する上で好ましい。このよう
に処理した後のベローズ２は、１００〜１５０ｋｇの軸
方向の荷重を受けることにより、振動遮断用エキゾース
トパイプ１０は、１０〜３０ｍｍ程度軸方向に圧縮され
る（即ち、軸方向に対して３０〜１５０Ｎ／ｍｍとな
る）。また、このとき曲げ方向に対しては圧縮により剛
性が高まり、５〜１５Ｎ／ｍｍとなる。尚、これらの値
は、従来のインタロックを使用した振動遮断用エキゾー
ストパイプ５０（図５参照）とほぼ同等である。従っ
て、圧縮処理の際に加える所定荷重は、圧縮後のベロー
ズ２の弾性力が従来のインタロックを使用した振動遮断
用エキゾーストパイプ５０の荷重／移動距離とほぼ一致
するように設定してもよい。

【００１９】インナパイプ４は、外径がベローズ２の山
部１１の径以上であり内径がベローズ２の浅い谷部１２
ｂの径と略一致するリング状の押圧面１３を有してい
る。またブレード６は、網状に形成され、両インナパイ
プ４及びベローズ２を覆うように取り付けられている。
このブレード６は、ベローズ２が軸方向に伸長したとき
の最大長さを所定範囲に規制するものである。

【００２０】次に上記振動遮断用エキゾーストパイプ１
０の作用について説明する。図３は、本実施例を適用し
た排気系の説明図である。本実施例の振動遮断用エキゾ
ーストパイプ１０は、図３に示すように、車両のエンジ
ン２１に取り付けられたエキゾーストマニホルド２２、
触媒コンバータ２３、サブマフラ２４、メインマフラ２
５から構成される車両の排気系２０のうち、エキゾース
トマニホルド２２と触媒コンバータ２３との間に組み付
けられている。この排気系２０は、触媒コンバータ２３
とサブマフラ２４との間に設けた締結部２６及びメイン
マフラ２５の前後端に設けた締結部２７，２８によりボ
ディに締結されている。

【００２１】エンジン２１の駆動中ローリング、ピッチ
ング等の振動あるいは悪路走行時における振動を排気系
２０が受けた場合、その振動は振動遮断用エキゾースト
パイプ１０により吸収される。以下に、振動の成分を軸
方向と曲げ方向とに分けて説明する。

【００２２】曲げ方向に対する振動は、主としてベロー
ズ２の深い谷部１２ａにより吸収される。曲げ剛性は、
ベローズ２の深い谷部１２ａの曲線形状及び深さによっ
て決まる。即ち、深い谷部１２ａの曲線半径が大きいほ
ど、また深さが深いほど曲げ剛性は低くなる。

【００２３】一方、軸方向に対する振動は、インナパイ
プ４の押圧面１３を介してベローズ２に伝達される。こ
の押圧面１３は、外径がベローズ２の山部１１の径以上
であり内径がベローズ２の浅い谷部１２ｂの径と略一致
するリング状であるため、山部１１と浅い谷部１２ｂと
深い谷部１２ａの外周側を圧縮するように荷重がかか
り、深い谷部１２ａの内周側即ち曲線形状部分には直接
荷重はかからない。このとき、山部１１、浅い谷部１２
ｂ、深い谷部１２ａの外周側は上述の圧縮処理を施して
あるため、車両の振動による軸方向の荷重によっては、
山部１１と浅い谷部１２ｂの曲線形状はほとんど変化し
ない。また、ベローズ２はブレード６により最大長さを
所定範囲に規制されている。従って、軸方向に対する振
動により、ベローズ２は山部１１と谷部１２ａ，１２ｂ
とのわずかな間隙分だけ伸縮することとなるが、その振
幅は小さいため金属疲労等によりベローズ２が損壊する
ことはない。

【００２４】次に第１実施例の振動遮断用エキゾースト
パイプ１０の効果を以下に述べる。 上述したように車両の振動を振動遮断用エキゾースト
パイプ１０が吸収するため、排気系２０の締結部２６，
２７，２８や各溶接部がその振動により折損するおそれ
がない。 振動遮断用エキゾーストパイプ１０では、軸方向にか
かる圧縮荷重によりベローズ２が圧縮される範囲をイン
タロックを用いることなく規制している。従って、イン
タロックやインナブレードは不要であり、これらの分だ
けコストが低減され、また組付作業が簡略化される。

【００２５】次に、第２実施例について説明する。図４
は、第２実施例の部分断面図である。第２実施例の振動
遮断用エキゾーストパイプ３０の構成は、ベローズ３の
形状を除き第１実施例と同様であるため、第１実施例と
同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明を省
略する。第２実施例のベローズ３は、深浅二種類の谷部
３２ａ，３２ｂを備え、深い谷部３２ａ、山部３１、浅
い谷部３２ｂ、山部３１、浅い谷部３２ｂ、山部３１を
一単位とする繰り返し形状が軸方向に沿って形成されて
いる。また、ベローズ３は、第１実施例と同様の圧縮処
理を施したものである。この第２実施例の作用効果は、
第１実施例と同様であるためその説明を省略する。

【００２６】次に、第３実施例について説明する。図５
は、第３実施例の部分断面図である。第３実施例の振動
遮断用エキゾーストパイプ４０の構成は、ベローズ５の
形状を除き第１実施例と同様であるため、第１実施例と
同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明を省
略する。第３実施例のベローズ５は、山部４１と谷部４
２ａ，４２ｂを有し、深浅二種類の谷部４２ａ，４２ｂ
を備えているが、二つの隣合う深い谷部４２ａの間には
浅い谷部４２ｂが一つ以上配されている。また、ベロー
ズ３は、第１実施例と同様の圧縮処理を施したものであ
る。この第３実施例の作用効果は、第１実施例と同様で
あるためその説明を省略する。

【００２７】尚、本発明は、上記各実施例に何ら限定さ
れることなく、本発明の技術的範囲内で種々の態様で実
施できることはいうまでもない。例えば、上記各実施例
では、谷部の深さを二種類としたが、中間の深さを有す
る谷部を備えていてもよい。

【００２８】また、圧縮工程における所定荷重は、車両
の振動により排気系のエキゾーストパイプが受ける軸方
向・曲げ方向の荷重に基づいてベローズが有すべき軸方
向・曲げ方向の弾性係数を算出し、その弾性係数の値と
なるように設定してもよい。また、例えば第３実施例に
おいて、隣合う二つの深い谷部４２ａの間に浅い谷部４
２ｂが配されていない箇所がある場合、圧縮処理したベ
ローズ５ではこの隣合う深い谷部４２ａが互いに接触し
て曲線形状が変化してしまい、曲げ剛性が極端に高くな
るおそれがある。従って、このような箇所はできればな
い方が好ましいが、あったとしても１、２カ所程度であ
れば曲げ剛性にさほど影響を与えないため問題はない。

【００２９】また、上記各実施例ではベローズに圧縮処
理を施したものを用いたが、圧縮処理を施さない場合で
あっても軸方向に対する荷重に応じて、山部と谷部との
間隙又はベローズの弾性力を設定すれば、軸方向に対す
る振動を受けた場合のベローズの振幅を小さくすること
ができ、上記各実施例と同様の作用効果を得ることがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の振動遮断
用エキゾーストパイプによれば、インタロックやインナ
ブレードを用いることなく、曲げ方向及び軸方向に対す
る振動を吸収することができる。従って、インタロック
やインナブレードにかかるコストが削減でき、また組付
作業を簡略化することができる。

【００３１】ベローズとして、予め所定荷重にて前記ベ
ローズの浅い谷部の径から前記ベローズの山部の径まで
の範囲を軸方向に圧縮したものを用いた場合には、上記
効果を顕著に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の振動遮断用エキゾーストパイプ
の破断面図である。

【図２】 第１実施例のベローズの圧縮工程を示す説明
図であり、（ａ）は圧縮前、（ｂ）は圧縮後を示す説明
図である。

【図３】 第１実施例を適用した排気系の説明図であ
る。

【図４】 第２実施例の部分断面図である。

【図５】 第３実施例の部分断面図である。

【図６】 従来の振動遮断用エキゾーストパイプの破断
面図である。

【図７】 従来の振動遮断用エキゾーストパイプに用い
るインタロックの作動説明図である。

【符号の説明】

２，３，５・・・ベローズ、 ４・・・インナパイプ、 ６・・・ブレード、 ８・・・リング、 １０，３０，４０・・・振動遮断用エキゾーストパイ
プ、 １１，３１，４１・・・山部、 １２ａ，３２ａ，４２ａ・・・深い谷部、 １２ｂ，３２ｂ，４２ｂ・・・浅い谷部、 １３・・・押圧面、 ２０・・・排気系、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 山部と谷部とを交互に有し、前記谷部は
   少なくとも深浅二種類存在し、隣合う二つの深い谷部の
   間に一つ以上の浅い谷部が配された箇所を有するベロー
   ズと、 前記ベローズの両端に設けられ、前記ベローズの浅い谷
   部の径から前記ベローズの山部の径までの範囲内にて前
   記ベローズと当接するインナパイプと、 前記ベローズの伸長範囲を規制する規制部材と、を備え
   たことを特徴とする振動遮断用エキゾーストパイプ。
2. 【請求項２】 前記ベローズは、予め、所定荷重にて前
   記ベローズの浅い谷部の径から前記ベローズの山部の径
   までの範囲を軸方向に圧縮したことを特徴とする請求項
   １記載の振動遮断用エキゾーストパイプ。