JPH10259715A - 自動車排気系用フレキシブルチューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１，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と共にユニットの耐久信頼
性を向上させる。 【解決手段】 第１排気管１と第２排気管の変位を吸収
するベローズ３と、プレート材によりベローズ３の外周
を覆う筒状に形成され、一端部がベローズ３の一端部に
固定されたアウタカバー５と、ベローズ３の他端部に接
続されたプロテクタ７と、アウタカバー５の自由端部と
プロテクタ７との間に介装され、バネ両端部をアウタカ
バー５とプロテクタ７にそれぞれ円周方向複数箇所にお
いて固定結合させたコイルバネ６とを備え、コイルバネ
６両端部のアウタカバー５とプロテクタ７に対する複数
固定結合部のうち、少なくともコイルバネ６における有
効バネ部に近い固定結合部をそれぞれカシメ固定とし
た。

Description

【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１３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１４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バネ支管と、両バネ支管
の間に架設されるバネ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１５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複数介装さ
れた圧縮スプリングとを備えた構成である。

【０００６】(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１６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。

【０００７】

【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。

【０００８】(1) 図１３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。

【０００９】(2) 図１４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。また、バネ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バネ材に泥等が付着
した場合、バネ特性が変化し、所望の変位吸収性が得ら
れなくなる。

【００１０】(3) 図１５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１６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、スプリング特性のばらつきによる
悪影響、すなわち、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。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。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１１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と共にユニットの耐
久信頼性を向上させた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、一端
部がベローズの一端部に固定されたアウタカバーと、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
ウタカバーの自由端部とプロテクタとの間に介装され、
バネ両端部をアウタカバーとプロテクタにそれぞれ円周
方向複数箇所において固定結合させたコイルバネと、を
備え、前記コイルバネ両端部のアウタカバーとプロテク
タに対する複数固定結合部のうち、少なくともコイルバ
ネにおける有効バネ部に近い固定結合部をそれぞれカシ
メ固定としたことを特徴とする。

【００１６】よって、フレキシブルチューブに対し外力
が作用し、第１排気管と第２排気管とが管軸方向に変位
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】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。

【００２１】アウタカバーの外径がフレキシブルチュー
ブの最大径部分となるため、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。

【００２２】少なくともコイルバネの両端固定結合部の
うち、有効バネ部に近い固定結合部がそれぞれカシメ固
定されることで、溶接による固定結合方法に比べ、母材
強度低下が防止されると共に、溶接熱によるバネ特性の
変化や、バネ溌度低下が防止され、かつ、その他の無効
バネ部における結合固定部に作用する応力が低減される
ため、安価な溶接によっても固定強度を確保することが
でき、これにより低コストでかつユニットの耐久信頼性
が向上される。

【００２３】（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、
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、前記アウタカバーの一端部とその
内側の第１プロテクタとの間に介装され、バネ両端部を
アウタカバーと第１プロテクタにそれぞれ円周方向複数
箇所において固定結合させた第１コイルバネと、前記ア
ウタカバーの他端部とその内側の第２プロテクタとの間
に介装され、バネ両端部をアウタカバーと第２プロテク
タにそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させた
第２コイルバネと、を備え、前記第１，第２コイルバネ
両端部のアウタカバーとプロテクタに対する複数固定結
合部のうち、少なくとも第１，第２コイルバネにおける
有効バネ部に近い固定結合部をそれぞれカシメ固定とし
たことを特徴とする。

【００２４】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。

【００２５】（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。

【００２６】（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。

【００２７】

【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。

【００２８】（実施の形態１）まず、構成を説明する。

【００２９】実施の形態１は請求項２，３記載の発明に
対応する。

【００３０】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全体断面図である。

【００３１】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’は第１インナカバー、８”は第２インナカバ
ーである。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】前記アウタカバー５は、プレート材により
ベローズ３の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。

【００３５】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。

【００３６】そして、前記第１・２カバー側バネ固定部
５ａ’，５ａ”には端部をわずかに軸方向に屈曲させた
屈曲部５３’，５３”が形成され、また、前記第１・第
２プロテクタ側バネ固定部７ａ’，７ａ”には端部をわ
ずかに軸方向に屈曲させた屈曲部７０’，７０”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、バネ両端部をそれぞれバネ固定部５
ａ’，７ａ’の屈曲部５３’，７０’に径方向移動が阻
止された状態で固定結合され、また、第２コイルバネ
６”は、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”との間に介装され、バネ両端部を
それぞれバネ固定部５ａ”，７ａ”の屈曲部５３”，７
０”にそれぞれ係止させることにより、径方向移動が阻
止された状態で固定結合されている。

【００３８】図２は第２カバー側バネ固定部５ａ”に対
する第２コイルバネ６”の固定結合部の詳細を示す断面
図（図１のII-II 線における断面図）である。

【００３９】この図に示すように、前記第２コイルバネ
６”の外側端部は、第２カバー側バネ固定部５ａ”に対
し無効ばね部が円周方向４箇所の固定結合部ａ〜ｄにお
いて固定結合されていて、そのうち、有効バネ部（図４
参照）に近い第４固定結合部ｄは、屈曲部５３”の先端
部を所定幅さらに延長させたカシメ片５３ａを内側に折
り曲げ加工することによりカシメ固定され、その他の第
１〜３固定結合部ａ〜ｃは溶接により固定されている。

【００４０】図３は第１カバー側バネ固定部５ａ’に対
する第１コイルバネ６’の固定結合部の詳細を示す断面
図（図１のIII-III 線における断面図）である。

【００４１】この図に示すように、前記第１コイルバネ
６’の外側端部は第１カバー側バネ固定部５ａ’に対し
無効ばね部が円周方向４箇所の固定結合部ｅ〜ｈにおい
て固定結合されていて、そのうち、有効バネ部（図４参
照）に近い第４固定結合部ｈは、屈曲部７０’の先端部
を所定幅さらに延長させたカシメ片７０ａを内側に折り
曲げ加工することによりカシメ固定され、その他の第１
〜３固定結合部ｅ〜ｇは溶接により固定されている。

【００４２】なお、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’に対する第１コイルバ
ネ６’の固定結合部構造は、前記第２コイルバネ６”に
おける固定結合構造と同様であるため、同様の構成部分
には同一の符号をつけてその説明を省略する。

【００４３】前記第１インナカバー８’と第２インナカ
バー８”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、ベローズ３の内周を２つのインナ
カバー８’，８”にて覆う筒状に形成されている。

【００４４】図５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。

【００４５】図５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。

【００４６】次に、作用を説明する。

【００４７】［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あたっては、図６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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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ができる。

【００５１】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。

【００５２】［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に管軸方向に変位を与えるよ
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。

【００５３】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３に示すように、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。

【００５４】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３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。

【００５５】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整然と吸収される。

【００５６】尚、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
な外力が作用することがあるが、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吸収される。

【００５７】［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、熱影響遮断により
確保される。

【００５８】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。

【００５９】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、ベローズ３の伸び
切りが防止される。

【００６０】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。

【００６１】［コイルバネ耐久性確保作用］第１・第２
コイルバネ６’，６”における有効バネ部に近い第４固
定結合部ｄ，ｈが、溶接によらずカシメ片５３ａ，７０
ａにより固定結合されているため、溶接による固定結合
方法に比べ、母材強度低下が防止されると共に、溶接熱
によるバネ特性の変化や、溶接によるバネ溌度低下が防
止され、これにより、第１・第２コイルバネ６’，６”
の耐久性が向上すると共に、その他の無効バネ部におけ
る結合固定部ａ〜ｃ，ｅ〜ｇに作用する応力が低減され
るため、安価な溶接によっても固定強度を確保すること
ができる。

【００６２】［ユニットの耐久性，信頼性向上作用］エ
ンジンや車体等から第１排気管１と第２排気管２に管軸
方向または剪断方向に変位を与えるような荷重が入力さ
れた時の第１，第２コイルバネ６’，６”両端固定結合
部の耐久性および信頼性確保作用について説明する。

【００６３】まず、変位荷重のうち管軸方向の荷重が作
用した場合、カシメ片５３ａ，７０ａにより、両固定結
合部の軸方向移動が確実に阻止された状態となるため、
軸方向荷重に対する固定結合部の固定信頼性が向上す
る。

【００６４】また、変位荷重のうち剪断方向の荷重が作
用した場合、第１・第２コイルバネ６’，６”の両端結
合部が屈曲部５３’，５３”、７０’，７０”で受け止
められてその径方向移動が阻止されるため、固定結合部
ａ〜ｄ，ｅ〜ｈに作用する応力が低減され、これによ
り、剪断方向応力に対する両固定結合部の固定耐久性お
よび信頼性が向上する。

【００６５】次に、効果を説明する。

【００６６】（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の一端部とその内側
の第１プロテクタ７’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
合させた第１コイルバネ６’と、前記アウタカバー５の
他端部とその内側の第２プロテクタ７”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”に固定結合させた第２コイルバネ６”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。

【００６７】（２）第１・第２コイルバネ６’，６”に
おける有効バネ部に近い第４固定結合部ｄ，ｈをそれぞ
れカシメ固定としたことことで、溶接による固定結合方
法に比べ、母材強度低下が防止されると共に、溶接熱に
よるバネ特性の変化や、溶接によるバネ溌度低下が防止
され、かつ、その他の無効バネ部における結合固定部ａ
〜ｃ，ｅ〜ｇに作用する応力が低減されるため、安価な
溶接によっても固定強度を確保することができ、これに
より低コストでかつユニットの耐久信頼性を向上させる
ことができる。

【００６８】（実施の形態２）まず、構成を説明する。

【００６９】図７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Ａ
２を示す全体断面図である。

【００７０】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、該アウタカバー５とプロ
テクタ７との間に介装された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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】次に、効果を説明する。

【００７７】実施の形態２にあっては、実施の形態１の
（１）〜（２）の効果に、下記の効果が加えられる。

【００７８】（３）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。

【００７９】（実施の形態３）まず、構成を説明する。

【００８０】図８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Ａ
３を示す全体断面図、図９は図８のIX−IX線における断
面図、図１０は図８のＸ−Ｘ線における断面図である。

【００８１】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７’，７”外
径とほぼ一致し、他端側（外側）の巻き径がアウタカバ
ー５内径とほぼ一致する円錐コイルバネ（図１１参照）
を使用した点で実施の形態１と異なる。

【００８２】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、その端部
をわずかに内側に屈曲させることにより形成し、また、
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、その端部をわずかに外側に屈曲
させることにより形成している。

【００８３】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、同
様の構成部分には同一の符号を付けて説明を省略する。

【００８４】次に、効果を説明する。

【００８５】実施の形態３にあっては、実施の形態１の
（１），（２）の効果に、下記の効果が加えられる。

【００８６】（４）第１コイルバネ６’と第２コイルバ
ネ６”とを、一端側の巻き径がプロテクタ７’，７”の
外径とほぼ一致し、他端側の巻き径がアウタカバー５の
内径とほぼ一致する円錐コイルバネとしたため、２分割
のアウタカバー５を連結する溶接や深絞り加工によるバ
ネ固定部５ａ’，５ａ”，７ａ’，７ａ”の形成を要さ
ず、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。

【００８７】（実施の形態４）まず、構成を説明する。

【００８８】図１０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を示す全体断面図である。

【００８９】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、該アウタカバー５とプロ
テクタ７との間に介装された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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】次に、効果を説明する。

【００９３】実施の形態４にあっては、実施の形態１の
（１），（２）の効果と、実施の形態３の（４）の効果
に、下記の効果が加えられる。

【００９４】（５）前記実施の形態２の（３）と同様の
効果、すなわち、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。

【００９５】（他の実施の形態）実施の形態では、第１
・第２コイルバネ６’，６”におけるカシメ片５３ａ，
７０ａでカシメ固定される第４固定結合部ｄ，ｈの線材
の断面も他の部分と同様に真円形としたが、第４固定結
合部ｄ，ｈの断面形状だけを真円形以外の形状、例えば
楕円，矩形等に加工することにより、第４固定結合部
ｄ，ｈのカシメ強度を向上させることができる。

【００９６】また、実施形態では、第４固定結合部ｄ，
ｈだけをカシメ固定としたが、その他の固定結合部分も
溶接に代えてカシメ固定するようにしてもよい。

【００９７】また、実施の形態では、ベローズ３の両端
部にそれぞれインナカバー８’，８”を設ける例を示し
たが、ベローズ３の一端部のみにベローズ３の内周を覆
う筒状に形成されたインナカバーを設けるようにしても
良い。

【００９８】さらに、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。

【００９９】

【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、一端部がベローズの一端部に固定されたアウ
タカバーと、前記ベローズの他端部に接続されたプロテ
クタと、前記アウタカバーの自由端部とプロテクタとの
間に介装され、バネ両端部をアウタカバーとプロテクタ
にそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させたコ
イルバネと、を備え、前記コイルバネ両端部のアウタカ
バーとプロテクタに対する複数固定結合部のうち、少な
くともコイルバネにおける有効バネ部に近い固定結合部
をそれぞれカシメ固定としたため、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
すると共にユニットの耐久信頼性を向上させることがで
きるという効果が得られる。

【０１００】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、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、前記アウタカバーの一端部とその内側の第
１プロテクタとの間に介装され、バネ両端部をアウタカ
バーと第１プロテクタにそれぞれ円周方向複数箇所にお
いて固定結合させた第１コイルバネと、前記アウタカバ
ーの他端部とその内側の第２プロテクタとの間に介装さ
れ、バネ両端部をアウタカバーと第２プロテクタにそれ
ぞれ円周方向複数箇所において固定結合させた第２コイ
ルバネと、を備え、前記第１，第２コイルバネ両端部の
アウタカバーとプロテクタに対する複数固定結合部のう
ち、少なくとも第１，第２コイルバネにおける有効バネ
部に近い固定結合部をそれぞれカシメ固定としたため、
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。

【０１０１】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。

【０１０２】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、２
分割のアウタカバーを連結する溶接や深絞り加工による
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。

【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II-II 線における断面図である。

【図３】図１のIII-III 線における断面図である。

【図４】実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチ
ューブに適用された円筒コイルバネの固定部を示す側面
図である。

【図５】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６】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７】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８】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９】図８のXI-IX 線における断面図である。

【図１０】図８のＸ−Ｘ線における断面図である。

【図１１】実施の形態３の自動車排気系用フレキシブル
チューブに適用された円錐コイルバネの固定部を示す側
面図である。

【図１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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】

Ａ２ 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 コイルバネ ７ プロテクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 誠一 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニック株式会社内 (72)発明者 町 好之助 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニック株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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、一端部がベローズ（３）の一端部に固定さ
   れたアウタカバー（５）と、 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）の自由端部とプロテクタ（７）
   との間に介装され、バネ両端部をアウタカバー（５）と
   プロテクタ（７）にそれぞれ円周方向複数箇所において
   固定結合させたコイルバネ（６）と、を備え、 前記コイルバネ（６）両端部のアウタカバー（５）とプ
   ロテクタ（７）に対する複数固定結合部のうち、少なく
   ともコイルバネ（６）における有効バネ部に近い固定結
   合部をそれぞれカシメ固定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。
2. 【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、 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）の一端部とその内側の第１プロ
   テクタ（７’）との間に介装され、バネ両端部をアウタ
   カバー（５）と第１プロテクタ（７’）にそれぞれ円周
   方向複数箇所において固定結合させた第１コイルバネ
   （６’）と、 前記アウタカバー（５）の他端部とその内側の第２プロ
   テクタ（７”）との間に介装され、バネ両端部をアウタ
   カバー（５）と第２プロテクタ（７”）にそれぞれ円周
   方向複数箇所において固定結合させた第２コイルバネ
   （６”）と、を備え、 前記第１，第２コイルバネ（６’），（６”）両端部の
   アウタカバー（５）とプロテクタ（７’），（７”）に
   対する複数固定結合部のうち、少なくとも第１，第２コ
   イルバネ（６’），（６”）における有効バネ部に近い
   固定結合部をそれぞれカシメ固定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。
3. 【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。
4. 【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、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
   する自動車排気系用フレキシブルチューブ。