JPH1122456A - インターロック管およびそれを使用した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】 同一の成形型を使用しながら引っ張り・圧縮
方向特性を適正にされたインターロック管を使用し、か
つ、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
チューブの提供。 【解決手段】 第１，第２排気管に接続され両排気管の
変位を吸収するベローズと、ベローズを覆う外筒と、外
筒と同軸に配置され外筒の端部とサポートカラーとの間
に介装されたコイルバネと、折り曲げ部１２，１３を先
端側に配置する平坦部１４，１５が中央反転部１６を挟
んで両側に配置するようにＳ字状断面に形成され、平坦
部１４，１５の中央反転部１６寄り側であって折り曲げ
部１２，１３に係合した隣接折り曲げ部外底１２ｂ，１
３ｂの後方側に突出する縮み側規制ストッパ１７を有す
るインターロック管８を備えた。

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およびそ
れに使用するインターロック管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９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１０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ばね支管と、両ばね支管
の間に架設されるばね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１１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介装された
圧縮スプリングとを備えた構成である。 (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１２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。 (5) 実開平３−４７４２１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、ベローズの外周の全体にワイヤメッシュを介
して円筒形のシェルを設け、サポートカラーとシェルの
折り曲げ部分で形成した迷路構造内にもワイヤメッシュ
を配設した構成となっている。

【０００６】また、自動車排気系用フレキシブルチュー
ブに使用される従来のインターロック管としては、例え
ば下記に示すようなものが知られている。

【０００７】(6) 実開昭６０−３４５１８号公報 この公報に記載の排気管用フレキシブルチューブは、図
１４に示すように、チューブ素材を断面略Ｓ字状に形成
しフレキシブルチューブの外側に位置する端部と内側に
位置する端部がそれぞれ他の端部とがかみ合い嵌合する
ように折り返し部を有し、その嵌合状態で螺旋状に巻付
け、前記端部同士に他の端部に向けて突出する円弧状の
凸条を成形した構成である。

【０００８】(7) 実開昭６０−６７４８５号公報 この公報に記載のフレキシブル管は、図１５に示すよう
に、帯状板材６をその幅方向にＳ字状に折り曲げて螺旋
状に巻き、隣接するＳ字状の内側屈曲部，外側屈曲部同
士を係合させ、その屈曲部先端の係合片同士を断面波状
となるように形成した構成である。

【０００９】

【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。

【００１０】(1) 図９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。

【００１１】(2) 図１０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、ばね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ばね材に泥等が付着
した場合、ばね特性が変化し、所望の変位吸収性が得ら
れなくなる。

【００１２】(3) 図１１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。

【００１３】(4) 図１２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。

【００１４】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、即ち、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、両外筒およ
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。

【００１５】(5) 図１３に記載のフレキシブルチューブ
は、ベローズの変形と同時にワイヤメッシュが弾性変形
するから、フレキシブルチューブのバネ定数は、ベロー
ズのバネ定数にワイヤメッシュのバネ定数を加えたもの
となり、変位量が増大するのに従って大きくなる。特に
ワイヤメッシュが部分変形等をしてベローズの谷に入り
込んだ場合は、圧縮に対してバネ定数が高くなるから製
品にばらつきが生じることがある。また、ワイヤメッシ
ュの分、重量が増えるし、ベローズの熱が外部に開放さ
れにくいことで熱影響を受け、耐久性が低下する等の欠
点がある。

【００１６】また、従来の排気管用フレキシブルチュー
ブやフレキシブル管にあっては、次のような問題があ
る。

【００１７】(6) 図１４に記載の排気管用フレキシブル
チューブは凸条を有するが、これは両端部の鋭い先端の
相手方端部への食い込みを防止して可撓性の維持を行な
うようにしたものであり、また、図１５に記載のフレキ
シブル管は断面波条の係合片を有するが、これも屈曲部
の歪み除去による面接触力の増大を防止して所期の伸縮
性や可撓性を維持するのが目的であり、いずれも引っ張
りおよび圧縮方向の規制は図に示したピッチＰによって
成されている。このピッチＰは製造時に使用する型によ
って限定されてしまうから、この状態では引っ張りおよ
び圧縮方向規制量の変更は困難である。また、この引っ
張りおよび圧縮方向の規制量の異なるものを製造する場
合は、その規制量に適した型をそれぞれ用意しなければ
ならず、不経済である。

【００１８】以上のように、それぞれについて一長一短
があり、引っ張りおよび圧縮方向の規制量が自動車排気
系用フレキシブルチューブにマッチするように調整、か
つ経済的に製造されたインターロック管が付属され、ま
た小型軽量、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９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。

【００１９】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、引っ張りおよび圧縮方向の規制量がマッチ
するように調整されたインターロック管が使用され、か
つ小型軽量、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
ューブを提供することにある。

【００２０】

【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、幅方向断面がＳ字状を成すように帯状部材の
両縁に連続した折り曲げ部を設けると共に螺旋状に巻回
し、その螺旋状態において隣接する折り曲げ部同士を摺
動自在に係合していくことにより筒状に形成したインタ
ーロック管において、前記Ｓ字状断面は前記折り曲げ部
を先端側に配置する平坦部が中央反転部を挟んで両側に
配置するように形成され、該平坦部の前記中央反転部寄
り側であって前記折り曲げ部に係合した隣接折り曲げ部
外底後方側に突出する縮み側規制ストッパを有すること
を特徴とする。

【００２１】このため、インターロック管は、ピッチＰ
内において動き代は係合部における折り曲げ部先端と折
り曲げ部内底、および折り曲げ部外底とその後方側に突
出した縮み側規制ストッパによって規制され、インター
ロック管が荷重の作用方向に追従するとき、インターロ
ック管は所定の量（動き代）だけ変位した後は、引っ張
り方向作用時では係合部における折り曲げ部先端と折り
曲げ部内底とが当接し、圧縮方向作用時では折り曲げ部
外底と縮み側規制ストッパとが当接し変位不能となるた
め、この縮み側規制ストッパの設定位置に従った引っ張
り・圧縮方向の変位特性を有する。

【００２２】（解決手段２）請求項２記載の発明では、
請求項１記載の平坦部であって前記折り曲げ部に係合し
た隣接折り曲げ部の先端前方側に突出する伸び側規制ス
トッパを設けたことを特徴とする。

【００２３】このため、インターロック管は、ピッチＰ
内において動き代は折り曲げ部先端とその前方側に突出
した伸び側規制ストッパ、および折り曲げ部外底とその
後方側に突出した縮み側規制ストッパによって規制さ
れ、インターロック管が荷重の作用方向に追従すると
き、インターロック管は所定の量（動き代）だけ変位し
た後は、引っ張り方向作用時では折り曲げ部先端と伸び
側規制ストッパとが当接し、圧縮方向作用時では折り曲
げ部外底と縮み側規制ストッパとが当接し変位不能とな
るため、この縮み側規制ストッパと前記伸び側規制スト
ッパの設定位置に従った引っ張り・圧縮方向の変位特性
を有する。

【００２４】（解決手段３）請求項３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外筒と、前記外筒
の他端側から延設され先端部がベローズの他端部に嵌着
固定されたプロテクタと、前記ベローズの一端部に嵌着
固定されたサポートカラーと、前記外筒と同軸上に配置
され一端側が該外筒の自由端部側に固定され他端側が前
記サポートカラーに係止された円筒状のコイルバネと、
前記ベローズの内部に配置され管両端部を前記ベローズ
の両端部に接続固定された請求項１記載のインターロッ
ク管または請求項２記載のインターロック管と、を備え
ている。

【００２５】よって、第１排気管と第２排気管とが管軸
方向に変位しフレキシブルチューブに対し外力が作用す
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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】ベローズとコイルバネが荷重の作用方向に
追従するとき、インターロック管も前記ベローズの変位
に追従し、このインターロック管が所定の量（動き代）
だけ変位した後は、引っ張り方向作用時は係合部におけ
る折り曲げ部先端と折り曲げ部内底とが当接しまたは折
り曲げ部先端と伸び側規制ストッパとが当接し、圧縮作
用時は折り曲げ部外底が縮み側規制ストッパに当接し変
位不能となってベローズにそれ以上の変位を許さず、こ
のようなインターロック管の変位制限作用によってベロ
ーズの変形が防止される。

【００３０】また、走行中に石跳ね等があった場合、外
筒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。

【００３１】（解決手段４）請求項４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外筒と、前記ベロ
ーズの両端部にそれぞれ嵌着固定されたサポートカラー
と、前記外筒の両側で同軸上に配置されそれぞれ一端側
が該外筒の端部に固定され他端側が前記サポートカラー
に係止された円筒状のコイルバネと、前記ベローズの内
部に配置され管両端部を前記ベローズの両端部に接続固
定された請求項１記載のインターロック管または請求項
２記載のインターロック管と、を備えている。

【００３２】よって、上記請求項３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外筒が両持
ち状態で完全な弾性支持状態となり、コイルバネの変形
範囲では外筒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。

【００３３】（解決手段５）請求項５記載の発明では、
請求項３または請求項４記載の自動車排気系用フレキシ
ブルチューブにおいて、前記両コイルバネを、小径部の
内径をサポートカラーの外径と略同一に形成し大径部の
外径を外筒の内径と略同一に形成した円錐コイルバネと
したことを特徴とする。

【００３４】外筒とサポートカラーとの間に取付けられ
る円錐コイルバネは、小径部側がサポートカラーに、大
径部が外筒に嵌着状態となって安定し、その取付け構造
が簡単となるし取付け作業も容易となる。

【００３５】

【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。

【００３６】（実施の形態１）まず、構成を説明する。

【００３７】実施の形態１は請求項１，４記載の発明に
対応する。

【００３８】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半断面図である。

【００３９】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、
４は外筒、６ａは第１サポートカラー、６ｂは第２サポ
ートカラー、７ａは第１コイルバネ、７ｂは第２コイル
バネ、８はインターロック管である。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】前記外筒４は、プレート材によりベローズ
３の略全長に亘る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４ａと第２カバー４ｂ
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４ａと第２カバー４ｂ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４０
ａと第２カバー側バネ固定部４０ｂが形成されている。

【００４３】前記第１サポートカラー６ａと第２サポー
トカラー６ｂ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、この両サポートカラー６
ａ，６ｂには、外筒４の内面に向かう第１サポートカラ
ーバネ固定部６０ａと第２サポートカラーバネ固定部６
０ｂが形成されている。

【００４４】前記第１コイルバネ７ａと第２コイルバネ
７ｂ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７ａは、第１カバー側バ
ネ固定部４０ａと第１サポートカラーバネ固定部６０ａ
との間に介装され、バネ外側端部を前記第１カバー側バ
ネ固定部４０ａに溶接にて固定結合させ、バネ内側端部
は第１サポートカラーバネ固定部６０ａに間接的に支持
固定させた状態で設けられており、また、第２コイルバ
ネ７ｂは、第２カバー側バネ固定部４０ｂと第２サポー
トカラーバネ固定部６０ｂとの間に介装され、バネ外側
端部を前記第２カバー側バネ固定部４０ｂに溶接にて固
定結合させ、バネ内側端部は第２サポートカラーバネ固
定部６０ｂに間接的に支持固定させている。尚、前記支
持固定する第１，第２両サポートカラーバネ固定部６０
ａ，６０ｂには端部をわずかに軸方向に屈曲させて設け
た第１，第２屈曲部６１ａ，６１ｂが形成されている。

【００４５】前記インターロック管８は、図１，図２に
示すように、幅方向断面がＳ字状を成すように帯状部材
１１の両縁に連続した折り曲げ部１２，１３を設けると
共に螺旋状に巻回し、その螺旋状態において隣接する折
り曲げ部１３，１２同士を摺動自在に係合していくこと
により前記ベローズ３の内径と略同一の外径を有する筒
状に形成されている。また、前記Ｓ字状断面は、前記折
り曲げ部１２，１３を先端側に配置する平坦部１４，１
５が中央反転部１６を挟んで両側に配置するように形成
されている。

【００４６】この平坦部１４，１５には、その前記中央
反転部１６寄り側に、平坦部一面側を窪ませ内面側に押
し出すことにより、前記折り曲げ部１２，１３に係合し
た隣接折り曲げ部外底１２ｂの後方内面側に突出した縮
み側規制ストッパ１７が設けられている。その縮み側規
制ストッパ１７は、一つの平坦部に対し少なくとも螺旋
の一週に１カ所配置される。

【００４７】また、前記縮み側規制ストッパ１７の成形
は、帯状部材のＳ字状成形工程と別工程にて行なわれ
る。このため、特性の異なるインターロック管を製造す
る場合でも帯状部材のＳ字状成形には同一の型が使用さ
れ、ストッパを成形する際、その押し出し位置を替える
ことのみ行なわれる。

【００４８】前記係合部分は、ベローズ３が排気管１，
２の変位を吸収する際、ベローズ３の引っ張り・圧縮応
力と曲げ応力と剪断応力の許容範囲内における変位だけ
を許すクリアランス（動き代）が設けられており、この
うち引っ張り方向についてはピッチＰ内において、折り
曲げ部１３の内底１３ａと折り曲げ部１２の先端１２ｃ
とのクリアランスａで、また圧縮方向についてはピッチ
Ｐ内において、前記隣接折り曲げ部外底１２ｂとその後
方側に突出する縮み側規制ストッパ１７とのクリアラン
スｂによって規制される。

【００４９】前記ピッチＰ、クリアランスａ，ｂはベロ
ーズ３の仕様によって調整される。そして、このインタ
ーロック管８は、その両端部をベローズ３の両端内部に
それぞれ接続（スポット溶接）されている。

【００５０】図３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。

【００５１】図３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。

【００５２】次に、作用を説明する。

【００５３】［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当っては、図４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７ａと第２コイルバネ７ｂのバネ定数をK2とすると、
ベローズ３と両コイルバネ７ａ，７ｂ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。

【００５４】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
７ａ，７ｂ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。

【００５５】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７ａ，７ｂ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。

【００５６】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
７ａ，７ｂ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もができる。

【００５７】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７ａ，７ｂ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。

【００５８】［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。

【００５９】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７ａ，
７ｂ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４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。そして、このベローズ３の圧縮時は、インターロッ
ク管８における折り曲げ部同士の係合部であってそれぞ
れ折り曲げ部外底１２ｂ，１３ｂと縮み側規制ストッパ
１７，１７同士が接触状態となることにより、ベローズ
３のそれ以上の変位を阻止することになる。

【００６０】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７
ａ，７ｂ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４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。そして、このベローズ３の引っ張り時はインター
ロック管８も引っ張られ、このインターロック管８にお
ける折り曲げ部同士の係合部であってそれぞれ折り曲げ
部先端１２ｃ，１３ｃと内底１２ａ，１３ａ同士が接触
状態となることにより、ベローズ３のそれ以上の変位を
阻止することになる。

【００６１】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７ａ，７ｂ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ベローズ３の許容応力の
範囲内で整然と吸収されることになる。

【００６２】また、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
うな外力が作用し、ベローズ３が曲げあるいは剪断方向
の変位を受ける時インターロック管８も曲げあるいは剪
断方向の変位を受け、その結合部分の剪断方向クリアラ
ンスによる範囲内で変位することになる。すなわち、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７ａ，７ｂおよびインターロック管が、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
位や剪断変位がベローズ３の許容応力の範囲内で整然と
吸収される。

【００６３】［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により確保される。

【００６４】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７ａ，７ｂ
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。

【００６５】ベローズ３は、インターロック管８の変位
制限作用によって常に許容応力の範囲内だけの変位に制
限されることから、ベローズ３の変形が防止され更に耐
久性が向上する。また、引張荷重に対しては第１，第２
コイルバネ７ａ，７ｂ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７ａ，７ｂの
隣接する素線の密着が変位規制ストッパとなり、二重の
変形防止策となる。

【００６６】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の全外周を覆う外筒４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、
外筒４は、第１，第２コイルバネ７ａ，７ｂ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７ａ，７ｂの変形や損傷も防止される。

【００６７】次に、効果を説明する。

【００６８】（１）本実施の形態１では、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外筒４と、前記
ベローズ３の両端部にそれぞれ嵌着固定されたサポート
カラー６ａとサポートカラー６ｂと、前記外筒４の両側
で同軸上に配置されそれぞれ一端側が該外筒４の端部に
固定され他端側が前記サポートカラー６ａ，６ｂに係止
された円筒状のコイルバネ７ａ，７ｂと、幅方向断面が
Ｓ字状を成すように帯状部材１１の両縁に連続した折り
曲げ部１２，１３を設けると共に螺旋状に巻回し、その
螺旋状態において隣接する折り曲げ部１３，１２同士を
摺動自在に係合していくことにより筒状に形成され、前
記Ｓ字状断面は前記折り曲げ部１２，１３を先端側に配
置する平坦部１４，１５が中央反転部１６を挟んで両側
に配置するように形成され、該平坦部１４，１５の前記
中央反転部１６寄り側であって前記折り曲げ部１２，１
３に係合した隣接折り曲げ部外底１２ｂ，１３ｂの後方
側に突出する縮み側規制ストッパ１７を有し前記ベロー
ズ３の内部に配置され管両端部を前記ベローズ３の両端
部に接続固定されたインターロック管８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。

【００６９】（２）また、ベローズ３が外力によって変
位する時、インターロック管８もベローズ３の変位に追
従し、このインターロック管８が、ベローズ３の許容応
力の範囲内で設定された量、つまり、引っ張り方向のク
リアランスａと圧縮方向のクリアランスｂと曲げ，剪断
方向のクリアランスだけ変位した後は変位不能となって
ベローズ３にそれ以上の変位を許さず、常に、このイン
ターロック管８の変位制限作用によってベローズ３の変
形が防止されるから、更に耐久性が向上する。インター
ロック管８をベローズ３の内部に設けることにより、山
数の低減したベローズ３とそれを可能にしたコイルバネ
７ａ，７ｂとの共同作用を保護すると共に、異音防止効
果を有し、更に従来のインナーブレードよりベローズ温
度上昇防止効果が優れている。

【００７０】（３）このインターロック管８の引っ張り
・圧縮方向の変位量は、折り曲げ部１２，１３の深さに
対し平坦部１４，１５へのストッパ成形位置によって様
々な値に設定できるから、帯状部材１１のＳ字状成形を
同一の型で成しても、様々な特性のインターロック管が
簡単に経済的に得られる。

【００７１】（４）第１コイルバネ７ａと第２コイルバ
ネ７ｂ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、コイルバネの標準化ができる
し、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。

【００７２】（実施の形態２）まず、構成を説明する。

【００７３】図５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を示す半断面図である。

【００７４】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７ａ，７ｂで外筒４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、外筒４を１つのコイルバネ７で片持ち状に支持した
点で実施の形態１と異なる。

【００７５】この一方のコイルバネの省略に伴い、コイ
ルバネ７で支持されていない方の外筒４の端部は、ベロ
ーズ３の一端に小径部５ａが固定された異径円筒状プロ
テクタ５の大径部５ｂ内に装着され、スポット溶接によ
り接続固定されている。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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７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。

【００７９】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７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。

【００８０】次に、効果を説明する。

【００８１】実施の形態２にあっては、実施の形態１の
（１）〜（４）の効果に、下記の効果が加えられる。

【００８２】（５）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。

【００８３】（実施の形態３）まず、構成を説明する。

【００８４】図６は請求項１，４，５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Ａ３を示す半断面図である。

【００８５】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７ａと第２コイルバネ７ｂとし
て、一端側（内側）の巻き径がプロテクタ外径とほぼ一
致し、他端側（外側）の巻き径が外筒内径とほぼ一致す
る円錐コイルバネを使用した点で実施の形態１と異な
る。

【００８６】このコイルバネ変更に伴い，外筒４は２分
割することのない一体の円筒材を用い、前記実施の形態
１における外筒４の両端部に形成された第１カバー側バ
ネ固定部４０ａと第２カバー側バネ固定部４０ｂに相当
する部分には、端部をわずかに内側に屈曲させた第１・
第２屈曲部４１ａ，４１ｂを設け、さらに外筒４の内周
面側にスポット溶接により固定されていて前記第１・第
２屈曲部４１ａ，４１ｂにコイルバネ７ａ，７ｂの大径
側端部を押圧固定する固定部材４２ａ，４２ｂとを設け
ている。また、第１サポートカラーバネ固定部６０ａと
第２サポートカラーバネ固定部６０ｂ相当する部分に
は、第１・第２サポートカラー６ａ，６ｂの端部をわず
かに外側に屈曲させた屈曲部６２ａ，６２ｂと、それぞ
れサポートカラー６ａ，６ｂの外周面にスポット溶接に
より固定されていて前記屈曲部６２ａ，６２ｂにコイル
バネ７ａ，７ｂの小径側端部を固定する第１・第２固定
部材６３ａ，６３ｂとを設けている。

【００８７】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と同様であるので説明
を省略する。

【００８８】次に、効果を説明する。

【００８９】実施の形態３にあっては、実施の形態１の
（１）〜（３）の効果に、下記の効果が加えられる。

【００９０】（６）第１コイルバネ７ａと第２コイルバ
ネ７ｂとを、小径側端部がサポートカラー外径部に嵌着
し、大径側端部が外筒内径部に嵌着する円錐コイルバネ
としたため、簡単な構造で安定した取付け構造にでき、
外筒製作も容易となり、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。

【００９１】（実施の形態４）まず、構成を説明する。

【００９２】図７は請求項１，３、５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を示す半断面図である。

【００９３】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７ａ，７ｂで外筒４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、外筒４を１つのコイルバネ７で片持ち状に支持した
点で実施の形態３と異なる。

【００９４】この一方のコイルバネの省略に伴い、コイ
ルバネ７で支持されていない方の外筒４の端部は、ベロ
ーズ３の一端に小径部５ａが固定された異径円筒状プロ
テクタ５の大径部５ｂ内に装着され、スポット溶接によ
り接続固定されている。

【００９５】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。

【００９６】次に、効果を説明する。

【００９７】実施の形態４にあっては、実施の形態１の
（１）〜（３），実施の形態３の（６）の効果に、下記
の効果が加えられる。

【００９８】（７）前記（５）と同様の効果、即ち、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。

【００９９】（実施の形態５）まず、構成を説明する。

【０１００】図８は請求項２記載の発明に対応する実施
の形態５のインターロック管８ａの一部を示す断面図で
ある。

【０１０１】この実施の形態５のインターロック管８ａ
は、前記実施の形態１のインターロック管８が引っ張り
方向作用時に係合部における折り曲げ部先端と折り曲げ
部内底とを当接させるのに対し、前記縮み側規制ストッ
パ１７を設けた平坦部１４，１５であって前記折り曲げ
部１２，１３に係合した隣接折り曲げ部１３，１２の先
端前方側に突出する伸び側規制ストッパ１８を設け、イ
ンターロック管８ａが引っ張り方向に変位をするとき、
折り曲げ部先端１２ｃ，１３ｃと前記伸び側規制ストッ
パ１８とを当接させることにより、引っ張り方向の伸び
を規制させるようにした点で実施の形態１と異なる。

【０１０２】前記伸び側規制ストッパ１８も帯状部材の
Ｓ字状成形とは別工程で成形され、この伸び側規制スト
ッパ１８から縮み側規制ストッパ１７までのピッチＰに
よってこのインターロック管８ａの変位量が定まるの
で、前記ピッチＰを変えることによってその特性が自由
に変えられるようになる。

【０１０３】尚、他の構成は実施の形態１のインターロ
ック管８と同様であり、また、これをフレキシブルチュ
ーブへ装着した状態も前記実施の形態１〜４と同様であ
るので、説明を省略する。

【０１０４】次に、効果を説明する。

【０１０５】実施の形態５にあっては、実施の形態１の
（２）の効果に、下記の効果が加えられる。

【０１０６】（８）前記実施の形態１の（３）と同様の
効果、即ち、インターロック管８ａの変位量は平坦部１
４，１５への縮み側規制ストッパ１７と伸び側規制スト
ッパ１８の形成位置のみで規制できるから、帯状部材の
Ｓ字状成形を同一の型で成しても、様々な特性のインタ
ーロック管を得ることができる。

【０１０７】（他の実施の形態）実施の形態では、外筒
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。

【０１０８】縮み側規制ストッパ１７あるいは伸び側規
制ストッパ１８の螺旋一周に配置する個数などは任意に
設定することができる。

【０１０９】

【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、幅方向断面がＳ字状を成すよ
うに帯状部材の両縁に連続した折り曲げ部を設けると共
に螺旋状に巻回し、その螺旋状態において隣接する折り
曲げ部同士を摺動自在に係合していくことにより筒状に
形成したインターロック管において、前記Ｓ字状断面は
前記折り曲げ部を先端側に配置する平坦部が中央反転部
を挟んで両側に配置するように形成され、該平坦部の前
記中央反転部寄り側であって前記折り曲げ部に係合した
隣接折り曲げ部外底の後方側に突出する縮み側規制スト
ッパを有する構成としたため、インターロック管の製造
時に帯状部材のＳ字状成形を同一の型で成しても、折り
曲げ部の深さに対し平坦部の所定位置に小さなストッパ
を設けるだけで様々な特性のインターロック管を得るこ
とができる。請求項２記載の発明にあっては、請求項１
記載の平坦部であって前記折り曲げ部に係合した隣接折
り曲げ部の先端前方側に突出する伸び側規制ストッパを
設けた構成としたため、インターロック管の製造時に帯
状部材のＳ字状成形を同一の型で成しても、折り曲げ部
の深さに拘らず平坦部の所定位置に小さなストッパを一
対ずつ設けるだけで様々な特性のインターロック管を得
ることができる。

【０１１０】請求項３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外筒と、前記外筒の他端側
から延設され先端部がベローズの他端部に嵌着固定され
たプロテクタと、前記ベローズの一端部に嵌着固定され
たサポートカラーと、前記外筒と同軸上に配置され一端
側が該外筒の自由端部側に固定され他端側が前記サポー
トカラーに係止された円筒状のコイルバネと、前記ベロ
ーズの内部に配置され管両端部を前記ベローズの両端部
に接続固定された請求項１記載のインターロック管また
は請求項２記載のインターロック管と、を備えている構
成としたため、適用するコイルバネを標準化できるし、
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上、ベローズは、インターロック管
の変位制限作用によって常に許容応力の範囲内だけの変
位に制限されることから、ベローズの耐久性を更に向上
させることができ、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を提供することができるとい
う効果が得られる。

【０１１１】請求項４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外筒と、前記ベローズの両
端部にそれぞれ嵌着固定されたサポートカラーと、前記
外筒の両側で同軸上に配置されそれぞれ一端側が該外筒
の端部に固定され他端側が前記サポートカラーに係止さ
れた円筒状のコイルバネと、前記ベローズの内部に配置
され管両端部を前記ベローズの両端部に接続固定された
請求項１記載のインターロック管または請求項２記載の
インターロック管と、を備えている構成としたため、上
記効果に加え、部品点数を少なくし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ができるという効果
が得られる。

【０１１２】請求項５記載の発明にあっては、請求項３
または請求項４記載の自動車排気系用フレキシブルチュ
ーブにおいて、前記円筒状のコイルバネを、小径部の内
径をサポートカラーの外径と略同一に形成し大径部の外
径を外筒の内径と略同一に形成した円錐コイルバネとし
た構成としたため、請求項３または４記載の効果に加
え、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
るという効果が得られる。

【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Ｐにて示す範囲の拡大断面図である。

【図３】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４】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５】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６】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７】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８】本発明の実施の形態５のインターロック管の一
部を示す拡大断面図である。

【図９】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１０】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１１】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１２】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。

【図１３】従来例５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６の自動車排気系用フレキシブルチュ
ーブに使用されるインターロック管の一部を示す断面図
である。

【図１５】従来例７の自動車排気系用フレキシブルチュ
ーブに使用されるインターロック管の一部を示す断面図
である。

【符号の説明】

Ａ１〜Ａ４ 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 ４ 外筒 ５ プロテクタ ６，６ａ，６ｂ サポートカラー ７，７ａ，７ｂ コイルバネ ８，８ａ インターロック管 １１ 帯状部材 １２，１３ 折り曲げ部 １２ａ，１３ａ 内底 １２ｂ，１３ｂ 外底 １２ｃ，１３ｃ 先端 １４，１５ 平坦部 １６ 中央反転部 １７ 縮み側規制ストッパ １８ 伸び側規制ストッパ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 幅方向断面がＳ字状を成すように帯状部
   材（１１）の両縁に連続した折り曲げ部（１２），（１
   ３）を設けると共に螺旋状に巻回し、その螺旋状態にお
   いて隣接する折り曲げ部（１３），（１２）同士を摺動
   自在に係合していくことにより筒状に形成したインター
   ロック管において、 前記Ｓ字状断面は前記折り曲げ部（１２），（１３）を
   先端側に配置する平坦部（１４），（１５）が中央反転
   部（１６）を挟んで両側に配置するように形成され、該
   平坦部（１４），（１５）の前記中央反転部（１６）寄
   り側であって前記折り曲げ部（１２），（１３）に係合
   した隣接折り曲げ部外底の後方側に突出する縮み側規制
   ストッパ（１７）を有することを特徴とするインターロ
   ック管。
2. 【請求項２】 前記平坦部（１４），（１５）であって
   前記折り曲げ部（１２）、（１３）に係合した隣接折り
   曲げ部（１３），（１２）の先端前方側に突出する伸び
   側規制ストッパ（１８）を設けたことを特徴とする請求
   項１記載のインターロック管。
3. 【請求項３】 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
   に形成された外筒（４）と、 前記外筒（４）の他端側から延設され先端部がベローズ
   （３）の他端部に嵌着固定されたプロテクタ（５）と、 前記ベローズ（３）の一端部に嵌着固定されたサポート
   カラー（６）と、 前記外筒（４）と同軸上に配置され一端側が該外筒
   （４）の自由端部側に固定され他端側が前記サポートカ
   ラー（６）に係止された円筒状のコイルバネ（７）と、 前記ベローズ（３）の内部に配置され管両端部を前記ベ
   ローズ（３）の両端部に接続固定された請求項１記載の
   インターロック管（８）または請求項２記載のインター
   ロック管（８ａ）と、を備えている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】 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
   に形成された外筒（４）と、 前記ベローズ（３）の両端部にそれぞれ嵌着固定された
   サポートカラー（６ａ）とサポートカラー（６ｂ）と、 前記外筒（４）の両側で同軸上に配置されそれぞれ一端
   側が該外筒（４）の端部に固定され他端側が前記サポー
   トカラー（６ａ），（６ｂ）に係止された円筒状のコイ
   ルバネ（７ａ），（７ｂ）と、 前記ベローズ（３）の内部に配置され管両端部を前記ベ
   ローズ（３）の両端部に接続固定された請求項１記載の
   インターロック管（８）または請求項２記載のインター
   ロック管（８ａ）と、を備えている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。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４記載の自動車排
   気系用フレキシブルチューブにおいて、 前記円筒状のコイルバネ（７）またはコイルバネ（７
   ａ），（７ｂ）に代え、小径部の内径をサポートカラー
   （６）またはサポートカラー（６ａ），（６ｂ）の外径
   と略同一に形成し大径部の外径を外筒（４）の内径と略
   同一に形成した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。