JP3853904B2

JP3853904B2 - Flexible tube for automobile exhaust system

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Publication number: JP3853904B2
Application number: JP06474797A
Authority: JP
Inventors: 誠一新田; 広之相原
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: JPH10259718A

Description

【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８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。
【０００６】
【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。
【０００７】
(1) 図８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。
【０００８】
(2) 図９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。
【０００９】
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。
【００１０】
(3) 図１０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】
(3) 図１１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、▲１▼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。▲２▼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。▲３▼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】
ところで、ベローズの性能に関し目標要求値を満足するために、山数を増加したり、有効長を長く設定した場合、ベローズ径方向の変位量が大きくなるから、このベローズと緩衝しない様にアウタカバー径も大きくしなければならないが、フレキシブルチューブの小型化のためコイルバネをアウタカバーと同一軸上に配置しアウタカバー自由端部側にコイルバネ終端部を固定結合する構造とすると、ベローズの変更の都度、つまりアウタカバーの変更の都度コイルバネの変更も必要となって多くの種類のコイルバネを設定しておかなければならないことになる。
【００１４】
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８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。
【００１５】
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。
【００１６】
【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たアウタカバーと、一端部がアウタカバーの一端部に固定され、他端部がベローズの一端部に固定された異径円筒状プロテクタと、一端部が前記ベローズの他端部に固定されたプロテクタと、一端部が前記アウタカバーの他端部に固定されたアダプターと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、バネ始端部がプロテクタの他端部に固定結合される一方、バネ終端部がアダプターの他端部に固定結合されたコイルバネと、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
また、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。
【００２２】
また、コイルバネの終端部をアダプターで締結固定するから、ベローズの径方向の変更を行うことによるアウタカバーの変更があってもコイルバネの終端部径の変更、つまり、コイルバネの変更を行なうことなくアダプターの変更だけで対応することができる。従って、コイルバネの種類削減（統一化）が図れ、かつ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。
【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、一端部が前記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、一端部が前記アウタカバーの一端部に固定されたアダプターと、一端部が前記アウタカバーの他端部に固定されたアダプターと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、バネ始端部が第１プロテクタの他端部に固定結合される一方、バネ終端部がアダプターの他端部に固定結合された第１コイルバネと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、バネ始端部が第２プロテクタの他端部に固定結合される一方、バネ終端部がアダプターの他端部に固定結合された第２コイルバネと、を備えていることを特徴とする。
【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半断面図である。
【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アダプター、８”は第２アダプター、９’は第１インナカバー、９”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の略全長に亘る外周を覆う筒状に形成されている。
【００３５】
前記第１，第２アダプター８’，８”は、それぞれ前記アウタカバー５の両端に嵌着する円筒部８ａ’，８ａ”と、一端側を段付きの深絞り加工することにより内側に屈曲した第１アダプター側バネ固定部８ｂ’と第２アダプター側バネ固定部８ｂ”がそれぞれ設けられている。
【００３６】
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。
【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、終端部を前記第１アダプター８’の第１アダプター側バネ固定部８ｂ’に溶接にて固定結合された状態で、前記第１アダプター８’がアウタカバー５の一端部に嵌着されることで第１プロテクタ側バネ固定部７ａ’との間に介装され、バネ始端部は該第１プロテクタ側バネ固定部７ａ’に当接し間接的に支持固定した状態に設けられている。尚、第１アダプター８’はアウタカバー５に嵌着後、該アウタカバー５との間で溶接固定されている。
【００３８】
また、第２コイルバネ６”は、前記同様に、終端部を前記第２アダプター８”の第２アダプター側バネ固定部８ｂ”に溶接にて固定結合された状態で、前記第２アダプター８”がアウタカバー５の他端部に嵌着されることで、第２プロテクタ側バネ固定部７ａ”との間に介装され、バネ始端部は該第２プロテクタ側バネ固定部７ａ”に当接し間接的に支持固定させた状態に設けられている。尚、第２アダプター８”はアウタカバー５に嵌着後、該アウタカバー５との間で溶接固定されている。
【００３９】
尚、前記支持固定する第１・第２両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て設けた屈曲部７０’，７０”が形成されている。
【００４０】
前記第１インナカバー９’と第２インナカバー９”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９’，９”にて覆う筒状に形成されている。
【００４１】
図２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。
【００４２】
図２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。
【００４３】
次に、作用を説明する。
【００４４】
［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３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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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もができる。
【００４８】
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。
【００４９】
［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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
［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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
［コイルバネ標準化作用］
第１排気管１と第２排気管２との間に作用する荷重をベローズ３と分担して受けるコイルバネ６’，６”は、終端部がアダプター８’，８”を介してアウタカバー５側に固定結合される。したがって、ベローズ３の山数を増加したり有効長を長くすることによりアウタカバー５を変更しても、アダプター８’，８”の円筒部８ａ’，８ａ”を新規なアウタカバー５の径に合わせるだけで前記コイルバネ６’，６”の変更をせずとも装着できるから、コイルバネの種類を限定し標準化することができる。
【００５９】
次に、効果を説明する。
【００６０】
（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の一端部に嵌合した第１アダプター８’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の他端部に嵌合した第２アダプター８”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。
【００６１】
（２）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ため、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。
【００６２】
また、このコイルバネ６’，６”は、終端部がアダプター８’，８”を介してアウタカバー５側に固定結合されるから、ベローズ３の変更によってアウタカバー５を変更しても、アダプター８’，８”を変更するだけで前記コイルバネ６’，６”の変更をせずとも装着できる。また、このため、コイルバネの種類を限定し標準化することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
まず、構成を説明する。
【００６４】
図４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Ａ２を示す半断面図である。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
次に、効果を説明する。
【００７２】
実施の形態２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。
【００７３】
（４）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。
【００７４】
（実施の形態３）
まず、構成を説明する。
【００７５】
図５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Ａ３を示す半断面図である。
【００７６】
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外径とほぼ一致し、他端側（外側）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を使用した点で実施の形態１と異なる。
【００７７】
このコイルバネ変更に伴い第１，第２アダプター８’，８”は、端部をわずかに内側に屈曲して第１アダプター側バネ固定部８ｂ’と第２カバー側バネ固定部５ａ”とが設けられ、これに対し、第１，第２プロテクタ７’，７”の第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”は、端部をわずかに外側に屈曲させた屈曲部７１’，７１”と、プロテクタ７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７１’，７１”にコイルバネ６’，６”の小径側端部を固定する固定部材７２’，７２”とで形成されている。
【００７８】
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。
【００７９】
次に、効果を説明する。
【００８０】
実施の形態３にあっては、実施の形態１の（１），（２）と，実施の形態２の（４）の効果に、下記の効果が加えられる。
【００８１】
（５）第１コイルバネ６’と第２コイルバネ６”とを、始端部の巻き径がプロテクタ外径とほぼ一致し、終端部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、深絞り加工も容易となり、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。
【００８２】
（実施の形態４）
まず、構成を説明する。
【００８３】
図６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を示す半断面図である。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
次に、効果を説明する。
【００８８】
実施の形態２にあっては、実施の形態１の（１），（２）と，実施の形態３の（５）の効果に、下記の効果が加えられる。
【００８９】
（６）前記（４）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。
【００９０】
（他の実施の形態）
実施の形態では、コイルバネ６、６’、６”はアウタカバー５の内径に納まる大きさのもの（第１，２アダプター側バネ固定部８ｂ’，８ｂ”はアウタカバー５に嵌着する円筒部８ａ’，８ａ”の端部を絞って形成した）で構成したが、図７に示すように第１，２アダプター側バネ固定部８ｂ’，８ｂ”をアウタカバー５の外径より大きな径で設けることにより、コイルバネ終端部がアウタカバー５の径より大きなものを使用することができる。
【００９１】
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９’，９”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。
【００９２】
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。
【００９３】
【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たアウタカバーと、一端部がアウタカバーの一端部に固定され、他端部がベローズの一端部に固定された異径円筒状プロテクタと、一端部が前記ベローズの他端部に固定されたプロテクタと、一端部が前記アウタカバーの他端部に固定されたアダプターと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、バネ始端部がプロテクタの他端部に固定結合される一方、バネ終端部がアダプターの他端部に固定結合されたコイルバネと、を備えた構成としたため、適用するコイルバネを標準化できるし、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。
【００９４】
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、一端部が前記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、一端部が前記アウタカバーの一端部に固定されたアダプターと、一端部が前記アウタカバーの他端部に固定されたアダプターと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、バネ始端部が第１プロテクタの他端部に固定結合される一方、バネ終端部がアダプターの他端部に固定結合された第１コイルバネと、前記アウタカバーと同一軸上で、且つ、バネ始端部が第２プロテクタの他端部に固定結合される一方、バネ終端部がアダプターの他端部に固定結合された第２コイルバネと、を備えた構成としたため、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。
【００９５】
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。
【００９６】
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、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】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３】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４】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５】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６】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７】他の実施の形態の自動車排気系用フレキシブルチューブの要部を示す断面図である。
【図８】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９】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１０】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１１】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】
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
５アウタカバー
６，６’，６”コイルバネ
７’，７”プロテクタ
８，８’，８”アダプター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of an automotive exhaust system flexible tube having a bellows that absorbs a relative displacement between a first exhaust pipe attached to an engine side of an automobile exhaust system and a second exhaust pipe attached to a muffler side.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a flexible tube for automobile exhaust systems, for example, those listed below are known.
[0003]
(1) Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-187916 As shown in FIG. 8, the flexible tube described in this publication includes a bellows connected to an exhaust pipe, an outer blade disposed on the outer periphery of the bellows, It is the structure provided with the protector which is provided in both ends and spot-welds an outer blade and a bellows.
[0004]
(2) Japanese Utility Model Publication No. 2-14418 The flexible tube described in this publication includes, as shown in FIG. 9, a bellows connected to an exhaust pipe, spring branch pipes arranged on both ends of the bellows, and both springs. It is the structure provided with the spring material erected between the branch pipes.
[0005]
(3) Japanese Utility Model Publication No. 4-6523 As shown in FIG. 10, the flexible tube described in this publication includes a bellows connected to an exhaust pipe, an outer arranged on the outer periphery of the bellows, and one end fixed to the bellows. It is the structure provided with the compression spring interposed between the braid | blade and the clamp material fixed to the other end part of the outer blade, and the cylindrical body fixed to the bellows. (4) Japanese Patent Laid-Open No. 6-117243 The flexible tube described in this publication is, as shown in FIG. 11, disposed on the outer periphery of the bellows connected to the exhaust pipe and the bellows, and one end is fixed to one end of the bellows. A plurality of first outer covers, a second outer cover having one end fixed to the other end of the bellows and the other end disposed on the outer periphery of the bellows and the first outer cover, and a plurality of the first outer cover and the second outer cover. It is the structure provided with the spring.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional automotive exhaust system flexible tubes have the following problems.
[0007]
(1) In the flexible tube shown in FIG. 8, the spring constant of the flexible tube is greatly influenced by the manufacturing variation of the outer blade, and the absorption characteristic of the vibration displacement varies. Also, the outer blade made by knitting stainless steel wire is expensive. Therefore, the bellows having a large number of ridges employed for securing the vibration displacement absorption characteristic is increased in size, and the outer blade employed for protecting the bellows is increased in cost.
[0008]
(2) In the flexible tube shown in FIG. 9, since the central part of the bellows is exposed to the outside, the bellows is easily damaged by stepping stones and the like, and the bellows durability is inferior.
[0009]
Moreover, since the spring material protrudes greatly outward, a flexible tube having a large outer diameter is obtained. If mud or the like adheres to a spring material that protrudes outward in a largely exposed state during traveling, the spring characteristics change and the desired displacement absorbability cannot be obtained.
[0010]
(3) The flexible tube shown in FIG. 10 basically uses an outer blade made of knitted stainless steel wire, and thus has the problem (1). In addition, the absorbency against the tensile displacement is increased by the compression spring, but the improvement of the absorbability against the compression displacement cannot be expected.
[0011]
(3) The flexible tube shown in FIG. 11 is a flexible tube having a large outer diameter because a protruding portion having a spring diameter plus alpha is formed on the outer periphery of the first and second outer covers arranged on the outer periphery of the bellows. It becomes a tube and is subject to restrictions on the mounting location, which adversely affects the vehicle's minimum ground clearance and road surface interference.
[0012]
In addition, since a plurality of springs are arranged in the circumferential direction of the bellows, (1) adverse effects due to variations in spring characteristics, that is, there are differences in the spring constant in the bending direction in the left and right or up and down directions, and uneven vibration absorption occurs. Moreover, it is considered that a force in the bellows bending direction is applied when a tensile compressive load is applied. {Circle around (2)} The spring constant of a single spring has a relatively weak design, so that it is easily shaken by the vibration of the exhaust system, and interference noise with other parts is likely to occur. {Circle around (3)} Depending on the direction in which the bending deformation or shear deformation force acts, a difference occurs in the stress applied to both the outer cover and the bellows, which is disadvantageous in terms of durability.
[0013]
By the way, if the number of ridges is increased or the effective length is set to be long in order to satisfy the target required value for the performance of the bellows, the amount of displacement in the bellows radial direction increases. However, if the structure is such that the coil spring is placed on the same axis as the outer cover and the end of the coil spring is fixedly connected to the free end of the outer cover in order to reduce the size of the flexible tube, each time the bellows is changed, that is, the outer cover Each time the change is made, it is necessary to change the coil spring, and many types of coil springs must be set.
[0014]
As described above, there are advantages and disadvantages for each, and it does not satisfy all the performance required for flexible tubes for automobile exhaust systems such as small size, light weight, low cost, high displacement absorbability, and high durability, and it is currently most commonly used The emergence of a new flexible tube in place of the flexible tube shown in FIG. 8 is desired.
[0015]
A problem to be solved by the present invention is a flexible tube for an automobile exhaust system having a bellows that absorbs relative displacement between a first exhaust pipe attached to an engine side of an automobile exhaust system and a second exhaust pipe attached to a muffler side. Another object of the present invention is to provide a flexible tube with high practical value that satisfies all of the required performances of small size, light weight, low cost, high displacement absorption, and high durability.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
(Solution 1)
In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, both ends are connected to the first exhaust pipe and the second exhaust pipe, and the outer periphery of the bellows is covered with a bellows that absorbs the displacement of both exhaust pipes and a plate material. A cylindrical outer cover, a cylindrical protector with one end fixed to one end of the outer cover and the other end fixed to one end of the bellows, and one end fixed to the other end of the bellows The protector, the adapter having one end fixed to the other end of the outer cover, the same axis as the outer cover, and the spring starting end fixed to the other end of the protector And a coil spring fixedly coupled to the other end of the adapter .
[0017]
Therefore, when the first exhaust pipe and the second exhaust pipe are displaced in the tube axis direction and an external force acts on the flexible tube, the compressive load and the tensile load act on both the bellows and the coil spring.
[0018]
For this reason, even if the plate thickness of the bellows is reduced and the spring constant of the bellows is set low, the total spring constant of the flexible tube can be supplemented by the coil spring, and the flexible tube can be reduced in size, weight, and cost.
[0019]
When an external force is applied to the first exhaust pipe and the second exhaust pipe in the direction of the pipe axis, the bellows and the coil spring are compressed or pulled to follow the acting direction of the load and the displacement is absorbed. Since the coil spring is a single spring concentric with the bellows and there is no difference in the spring constant depending on the bending deformation or shear deformation direction, an external force that applies displacement in the bending direction or shear direction to the first exhaust pipe and the second exhaust pipe. Even if the is applied, the bellows and the coil spring having a high degree of freedom of deformation are absorbed by bending deformation and shearing deformation following the direction of the load evenly regardless of the direction of the external force. In other words, the displacement absorption action using both the bellows and the coil spring is achieved, and there is no difference in the spring constant depending on the bending deformation or shear deformation direction, so there is no unevenness in the displacement and vibration absorption force, and the durability improvement is achieved. Is done.
[0020]
Furthermore, the coil spring acts on both the compressive load and the tensile load, and the external force applied to the flexible tube is distributed to the bellows and the coil spring, so that the load burden on the bellows is reduced.
[0021]
In addition, when there is a stone jump or the like during traveling, deformation and damage of the bellows and the coil spring are prevented by the protective action by the outer cover.
[0022]
In addition, since the terminal end of the coil spring is fastened and fixed by an adapter, even if the outer cover is changed by changing the radial direction of the bellows, the end of the coil spring is not changed, that is, the adapter is not changed without changing the coil spring. You can respond by changing only. Therefore, the types of coil springs can be reduced (unified), and the flexible tube can be reduced in size, weight, and cost.
[0023]
(Solution 2)
In the invention according to claim 2, both ends are connected to the first exhaust pipe and the second exhaust pipe, and a bellows for absorbing the displacement of both exhaust pipes and a cylindrical shape covering the outer periphery of the bellows by a plate material are formed. An outer cover; a first protector and a second protector each having one end connected to both ends of the bellows; an adapter having one end fixed to one end of the outer cover ; and one end connected to the other end of the outer cover A fixed adapter and the same axis as the outer cover, and a spring start end is fixedly coupled to the other end of the first protector, and a spring end is fixedly coupled to the other end of the adapter. The coil spring is on the same axis as the outer cover, and the spring start end is fixedly connected to the other end of the second protector, while the spring end is fixedly connected to the other end of the adapter. Characterized in that it comprises a second coil spring, the.
[0024]
Therefore, in addition to the effects of the first aspect of the invention, the outer cover can be completely elastically supported by both first and second coil springs, and the outer cover can be stressed in the deformation range of the coil spring. Therefore, it is more advantageous in terms of durability.
[0025]
(Solution 3)
According to a third aspect of the present invention, in the automotive exhaust system flexible tube according to the first or second aspect, the coil spring or the first coil spring and the second coil spring are arranged in parallel with the tube axis with a constant winding diameter. It is characterized by being a cylindrical coil spring.
[0026]
(Solution 4)
According to a fourth aspect of the present invention, in the automotive exhaust system flexible tube according to the first or second aspect, the coil spring or the first coil spring and the second coil spring have a winding diameter on one end side substantially equal to the outer diameter of the protector. In addition, a conical coil spring in which the winding diameter on the other end side substantially coincides with the inner diameter of the outer cover is provided.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
(Embodiment 1)
First, the configuration will be described.
[0029]
The first embodiment corresponds to the second and third aspects of the invention.
[0030]
1 is a half cross-sectional view showing a flexible tube for an automobile exhaust system according to Embodiment 1. FIG.
[0031]
In FIG. 1, A1 is a flexible tube, 1 is a first exhaust pipe, 2 is a second exhaust pipe, 3 is a bellows, 5 is an outer cover, 6 'is a first coil spring, 6 "is a second coil spring, and 7' is a first coil. The protector 7 ″ is the second protector, 8 ′ is the first adapter, 8 ″ is the second adapter, 9 ′ is the first inner cover, and 9 ″ is the second inner cover.
[0032]
Both ends of the bellows 3 are connected to the first exhaust pipe 1 and the second exhaust pipe 2 and are provided to absorb the displacement of both the exhaust pipes 1 and 2.
[0033]
As a material for the bellows 3, a thin multilayer product in which two layers of stainless steel thin plates having a thickness of 0.2 mm (conventional thickness of 0.3 mm) are overlapped is used, and the number of peaks is greatly reduced compared with the conventional one (21 to 28). Equivalent spring constant is obtained.
[0034]
The outer cover 5 is formed in a cylindrical shape that covers the outer periphery of the bellows 3 over the substantially entire length of the plate material.
[0035]
The first and second adapters 8 ′ and 8 ″ are respectively cylindrical portions 8a ′ and 8a ″ that are fitted to both ends of the outer cover 5 and first bent at the one end side by deep drawing with a step. 1 adapter side spring fixing | fixed part 8b 'and 2nd adapter side spring fixing | fixed part 8b "are each provided.
[0036]
The first protector 7 ′ and the second protector 7 ″ are connected (spot welded) to both ends of the bellows 3, and the first protector toward the inner surface of the outer cover 5 is connected to both the protectors 7 ′ and 7 ″. A side spring fixing portion 7a ′ and a second protector side spring fixing portion 7a ″ are formed.
[0037]
The first coil spring 6 ′ and the second coil spring 6 ″ are cylindrical coil springs having a constant winding diameter and arranged in parallel to the tube axis, and the first coil spring 6 ′ has a terminal portion at the first end of the first adapter 8 ′. The first adapter 8 ′ is fitted to one end of the outer cover 5 in a state where the adapter-side spring fixing portion 8b ′ is fixedly coupled to the adapter-side spring fixing portion 8b ′. The spring start end is in contact with and indirectly supported and fixed to the first protector-side spring fixing portion 7a ′, and the first adapter 8 ′ is attached to the outer cover 5 The outer cover 5 is fixed by welding.
[0038]
Similarly to the second coil spring 6 ″, the end portion is fixedly coupled to the second adapter side spring fixing portion 8b ″ of the second adapter 8 ″ by welding. By being fitted to the other end portion of the outer cover 5, it is interposed between the second protector side spring fixing portion 7a ", and the spring start end portion is in contact with the second protector side spring fixing portion 7a" and indirectly. It is provided in a state of being supported and fixed to. The second adapter 8 ″ is welded and fixed to the outer cover 5 after being fitted to the outer cover 5.
[0039]
The first and second protector side spring fixing portions 7a 'and 7a "for supporting and fixing are formed with bent portions 70' and 70" provided with their end portions slightly bent in the axial direction.
[0040]
The first inner cover 9 ′ and the second inner cover 9 ″ are connected (spot welded) to both ends of the bellows 3, respectively, and the inner periphery of the bellows 3 is covered with two inner covers 9 ′ and 9 ″. It is formed in a shape.
[0041]
FIG. 2 is a perspective view showing an automobile exhaust system to which the flexible tube of Embodiment 1 is applied.
[0042]
In FIG. 2, A1 is a flexible tube, B is an exhaust pipe, C is a catalytic converter, D is a sub-muffler, E is a main muffler, and flexible tube A1 is an exhaust pipe B that connects the engine and the catalytic converter C outside the figure. It absorbs the displacement caused by input from the engine or the vehicle body.
[0043]
Next, the operation will be described.
[0044]
[Setting action of spring constant]
In setting the spring constant of the flexible tube A1, as shown in FIG. 3, if the spring constant of the bellows 3 is K1, and the spring constant of the first coil spring 6 ′ and the second coil spring 6 ″ is K2, the bellows 3 Since both the coil springs 6 ′ and 6 ″ are arranged in parallel, the flexible tube spring constant K is expressed by the following equation.
[0045]
K = K1 + (K2 / 2)
As described above, if two of the spring constant K1 of the bellows 3, the spring constant K2 of the two coil springs 6 'and 6 ", and the flexible tube spring constant K are clear, the remaining one spring constant is determined.
[0046]
Therefore, when the flexible tube spring constant K is set to a value that can absorb good displacement, the spring constant K1 of the bellows 3 is set to a constant value, and the springs of the two coil springs 6 ′ and 6 ″ that are easy to manage and have a high degree of freedom of selection. When the constant K2 is selected and determined from a number of values, the desired flexible tube spring constant K is obtained.
[0047]
In this way, the spring constant K1 of the bellows 3 is set to a constant value by entrusting the spring constant adjustment allowance not to the change of the spring constant K1 of the bellows 3 but to the change of the spring constant K2 of the two coil springs 6 ′, 6 ″. It can also be set.
[0048]
As a result, as in the bellows 3 of the first embodiment, a two-layer product that is thinner and has a smaller number of peaks than the conventional one is used as the bellows material, and the spring constant K1 of the bellows 3 is set to a low constant value. It can be supplemented by the spring constant K2 of both the coil springs 6 ', 6 ", and the flexible tube can be reduced in size, weight and cost.
[0049]
[Displacement absorption]
A displacement absorbing action when a load is applied to the first exhaust pipe 1 and the second exhaust pipe 2 from the engine or the vehicle body in the direction of the pipe axis will be described.
[0050]
When a compressive load is applied among the displacement loads, the bellows 3 is compressed and the first and second coil springs 6 ', 6 "are extended in the pulling direction, so that both the exhaust pipes 1, 2 are compressed and displaced. As shown in FIG. 3, when a compressive load is applied, the bellows mounting span L1 is shortened by ΔL, and the coil spring mounting span L2 is lengthened by ΔL / 2.
[0051]
When a tensile load is applied among the displacement loads, the bellows 3 is pulled, the first and second coil springs 6 ', 6 "are shortened in the compression direction, and both the exhaust pipes 1, 2 are pulled and displaced. As shown in FIG. 3, when a tensile load is applied, the bellows attachment span L1 becomes longer by ΔL, and the coil spring attachment span L2 becomes shorter by ΔL / 2.
[0052]
In other words, the first and second coil springs 6 'and 6 "exhibiting the same spring characteristics in both expansion and contraction of the bellows 3 and the tension and compression, and the displacement in which the tension and compression are vibrated in the tube axis direction is ordered. Absorbed.
[0053]
The first exhaust pipe 1 and the second exhaust pipe 2 may be subjected to an external force that gives a displacement in the bending direction or the shearing direction in addition to the pipe axis direction. The high bellows 3 and the two coil springs 6 ′ and 6 ″ are subjected to bending deformation and shear deformation following the direction of the load, so that bending displacement and shear displacement are absorbed.
[0054]
[Ensuring durability of bellows]
As will be described later, the durability of the bellows 3 is ensured by sharing the load, preventing the stretch out, and protecting from stepping stones and the like.
[0055]
Since the external force applied to the flexible tube A1 is dispersed into the force applied to the bellows 3 and the force applied to both coil springs 6 ′ and 6 ″, the load burden on the bellows 3 is reduced.
[0056]
Since the first and second coil springs 6 'and 6 "are compressed against a tensile load, the adjacent wires of the first and second coil springs 6' and 6" are in close contact when an excessive tensile load is applied. It becomes a displacement restricting stopper, and the bellows 3 is prevented from extending completely.
[0057]
Since the flexible tube A1 is disposed so as to be exposed at the bottom of the vehicle, when a stone or the like jumps with a tire during traveling of the vehicle, the spring stone or the like may collide with the flexible tube A1. When there is a stone or the like, the bellows 3 is prevented from being deformed or damaged by the protective action of the outer cover 5 that covers the entire outer periphery of the bellows 3. The outer cover 5 is also arranged so as to cover the outer circumferences of the first and second coil springs 6 ′, 6 ″, so that the deformation and damage of the first and second coil springs 6 ′, 6 ″ can be prevented with respect to the spring stone and the like. .
[0058]
[Coil spring standardization]
The coil springs 6 'and 6 "that receive the load acting between the first exhaust pipe 1 and the second exhaust pipe 2 in a shared manner with the bellows 3 are terminated at the outer cover 5 side via adapters 8' and 8". Fixedly coupled. Therefore, even if the outer cover 5 is changed by increasing the number of ridges of the bellows 3 or increasing the effective length, the cylindrical portions 8a ′ and 8a ″ of the adapters 8 ′ and 8 ″ are only adjusted to the diameter of the new outer cover 5. Therefore, the coil springs 6 'and 6 "can be mounted without changing them, so that the types of coil springs can be limited and standardized.
[0059]
Next, the effect will be described.
[0060]
(1) Both ends are connected to the first exhaust pipe 1 and the second exhaust pipe 2, and a bellows 3 that absorbs the displacement of both the exhaust pipes 1 and 2 and a cylindrical shape that covers the outer periphery of the bellows 3 with a plate material are formed. Outer cover 5, first protector 7 ′ and second protector 7 ″ connected to both ends of bellows 3, first adapter 8 ′ fitted to one end of outer cover 5, and first inner part thereof. A first coil spring 6 ′ interposed between the protector 7 ′ and having both ends of the spring fixedly coupled to the outer cover 5 and the first protector 7 ′, and a second adapter fitted to the other end of the outer cover 5 8 ″ and the second protector 7 ″ inside thereof, and the second coil spring 6 ″ having both ends of the spring fixedly coupled to the outer cover 5 and the second protector 7 ″, respectively. , Small and light Low-cost, high-displacement absorbing properties, it is possible to provide a highly flexible tube A1 practical value that satisfies all the required performance of high durability.
[0061]
(2) Since the first coil spring 6 ′ and the second coil spring 6 ″ are cylindrical coil springs having a constant winding diameter and arranged in parallel to the tube axis, it is possible to use off-the-shelf springs that are manufactured and sold as a single coil spring. .
[0062]
The coil springs 6 ′, 6 ″ are fixedly coupled to the outer cover 5 via the adapters 8 ′, 8 ″ at the end portions. Therefore, even if the outer cover 5 is changed by changing the bellows 3, the adapter 8 ′, It can be mounted without changing the coil springs 6 ′, 6 ″ by changing 8 ″. For this reason, the types of coil springs can be limited and standardized.
[0063]
(Embodiment 2)
First, the configuration will be described.
[0064]
FIG. 4 is a half sectional view showing an automotive exhaust system flexible tube A2 according to a second embodiment corresponding to the first and third aspects of the invention.
[0065]
The flexible tube A2 according to the second embodiment is different from the flexible tube A1 according to the first embodiment in that the outer cover 5 is supported by a pair of first and second coil springs 6 'and 6 "in a double-sided manner. The difference from the first embodiment is that the coil spring is omitted and the outer cover 5 is cantilevered by one coil spring 6.
[0066]
With the omission of one of the coil springs, the end portion of the outer cover 5 that is not supported by the coil spring 6 is placed in the large diameter portion 10b of the different diameter cylindrical protector 10 in which the small diameter portion 10a is fixed to one end of the bellows 3. It is attached and fixed by spot welding.
[0067]
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0068]
Next, in setting the spring constant, the flexible tube spring constant K is expressed by the following equation.
[0069]
K = K1 + K2
Therefore, as in the first embodiment, if two of the spring constant K1 of the bellows 3, the spring constant K2 of the coil spring 6, and the flexible tube spring constant K are clear, the remaining one spring constant is determined. .
[0070]
As a result, similar to the first embodiment, even if the two-layered product having a smaller thickness than the conventional one is used as the bellows material and the spring constant K1 of the bellows 3 is set to a low constant value, the coil spring 6 The spring constant K2 can be supplemented, and the flexible tube can be reduced in size, weight, and cost.
[0071]
Next, the effect will be described.
[0072]
In the second embodiment, the following effects are added to the effects (1) to (3) of the first embodiment.
[0073]
(4) By omitting one coil spring, the number of parts can be reduced and the part cost can be reduced.
[0074]
(Embodiment 3)
First, the configuration will be described.
[0075]
FIG. 5 is a half sectional view showing an automotive exhaust system flexible tube A3 according to Embodiment 3 corresponding to the second and fourth aspects of the invention.
[0076]
The flexible tube A3 according to the third embodiment includes a first coil spring 6 ′ and a second coil spring 6 ″ in which the winding diameter on one end side (inner side) substantially matches the outer diameter of the protector, and the winding diameter on the other end side (outer side). Is different from the first embodiment in that a conical coil spring substantially matching the inner diameter of the outer cover is used.
[0077]
Along with this coil spring change, the first and second adapters 8 ′ and 8 ″ are provided with a first adapter-side spring fixing portion 8b ′ and a second cover-side spring fixing portion 5a ″ with the ends slightly bent inward. On the other hand, the first protector-side spring fixing portion 7a ′ and the second protector-side spring fixing portion 7a ″ of the first and second protectors 7 ′ and 7 ″ are bent with their ends slightly bent outward. Fixing members 72 ′ and 72 ′ fixed to the outer peripheral surface of the portions 71 ′ and 71 ″ and the protector 7 by spot welding and fixing the small-diameter side ends of the coil springs 6 ′ and 6 ″ to the bent portions 71 ′ and 71 ″. ".
[0078]
The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the operation is the same as that of the first embodiment.
[0079]
Next, the effect will be described.
[0080]
In the third embodiment, the following effects are added to the effects of (1), (2) of the first embodiment and (4) of the second embodiment.
[0081]
(5) Since the first coil spring 6 ′ and the second coil spring 6 ″ are conical coil springs in which the winding diameter of the start end portion substantially matches the outer diameter of the protector and the winding diameter of the end portion substantially matches the inner diameter of the outer cover, Processing becomes easy, and the manufacturing cost of the flexible tube A3 can be kept low.
[0082]
(Embodiment 4)
First, the configuration will be described.
[0083]
FIG. 6 is a half sectional view showing an automotive exhaust system flexible tube A4 according to Embodiment 4 corresponding to the first and fourth aspects of the present invention.
[0084]
The flexible tube A4 according to the fourth embodiment is different from the flexible tube A3 according to the third embodiment in that the outer cover 5 is supported by a pair of first and second coil springs 6 'and 6 "in a double-sided manner. The third embodiment is different from the third embodiment in that the coil spring is omitted and the outer cover 5 is cantilevered by one coil spring 6.
[0085]
With the omission of one of the coil springs, the end portion of the outer cover 5 that is not supported by the coil spring 6 is placed in the large diameter portion 10b of the different diameter cylindrical protector 10 in which the small diameter portion 10a is fixed to one end of the bellows 3. It is attached and fixed by spot welding.
[0086]
The other configuration is the same as that of the third embodiment, and the operation is also substantially the same as that of the third embodiment, so that the description is omitted.
[0087]
Next, the effect will be described.
[0088]
In the second embodiment, the following effects are added to the effects of (1), (2) of the first embodiment and (5) of the third embodiment.
[0089]
(6) By the same effect as the above (4), that is, by omitting one coil spring, the number of parts can be reduced and the part cost can be reduced.
[0090]
(Other embodiments)
In the embodiment, the coil springs 6, 6 ′, 6 ″ are sized to fit within the inner diameter of the outer cover 5 (the first and second adapter-side spring fixing portions 8 b ′, 8 b ″ are cylindrical portions 8 a ′ fitted to the outer cover 5. , 8a ″ are formed by constricting the end portion of the outer cover 5, but the first and second adapter side spring fixing portions 8b ′, 8b ″ are provided with a diameter larger than the outer diameter of the outer cover 5 as shown in FIG. A coil spring terminal portion larger than the diameter of the outer cover 5 can be used.
[0091]
In the embodiment, an example is shown in which inner covers 9 ′ and 9 ″ are provided at both ends of the bellows 3, but an inner cover formed in a cylindrical shape covering the inner periphery of the bellows 3 is provided only at one end of the bellows 3. You may make it provide.
[0092]
Furthermore, in the embodiment, an example of a flexible tube having a circular outer cover and a first exhaust pipe cross-sectional shape has been shown. However, similar effects can be obtained with an elliptical flexible tube.
[0093]
【The invention's effect】
2. The flexible tube for an automobile exhaust system according to claim 1, wherein both ends are connected to the first exhaust pipe and the second exhaust pipe, and the outer periphery of the bellows is formed by a bellows for absorbing the displacement of both exhaust pipes. An outer cover formed in a cylindrical shape that covers the outer cover, a cylindrical protector with one end fixed to one end of the outer cover , and the other end fixed to one end of the bellows, and one end of the other end of the bellows A protector fixed to the outer cover, an adapter having one end fixed to the other end of the outer cover, and the same axis as the outer cover, and a spring starting end fixed to the other end of the protector since the end portion is configured to include a coil spring which is fixedly coupled to the other end of the adapter, to be standardized coil spring to apply the size and weight, low cost, high displacement absorbency, high There is an advantage that it is possible to provide a highly flexible tube of practical value which satisfies all the required performance of durability.
[0094]
In the invention according to claim 2, both ends are connected to the first exhaust pipe and the second exhaust pipe, and a bellows that absorbs the displacement of both exhaust pipes and a cylindrical shape that covers the outer periphery of the bellows by a plate material. A formed outer cover; a first protector and a second protector each having one end connected to both ends of the bellows; an adapter having one end fixed to one end of the outer cover; The adapter fixed to the end and the same axis as the outer cover, and the spring start end is fixedly connected to the other end of the first protector, while the spring end is fixedly connected to the other end of the adapter. The first coil spring is on the same axis as the outer cover, and the spring start end is fixedly connected to the other end of the second protector, while the spring end is fixedly connected to the other end of the adapter. It is second order and a coil spring, and configurations with the addition to the above effects, it is possible to improve the durability of the outer cover.
[0095]
According to a third aspect of the present invention, in the flexible tube for an automobile exhaust system according to the first or second aspect, the coil spring or the first coil spring and the second coil spring are arranged in parallel with the tube axis with a constant winding diameter. Since the cylindrical coil spring is used, in addition to the above effects, a ready-made spring manufactured and sold as a single coil spring can be used.
[0096]
According to a fourth aspect of the present invention, in the automotive exhaust system flexible tube according to the first or second aspect, the coil spring or the first coil spring and the second coil spring are arranged such that the winding diameter on one end side is the protector outer diameter. Conical coil springs that are almost the same and the winding diameter on the other end is almost the same as the inner diameter of the outer cover. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view showing a flexible tube for an automobile exhaust system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an automobile exhaust system to which the flexible tube of Embodiment 1 of the present invention is applied.
FIG. 3 is an explanatory view of a spring absorption action of the flexible tube for an automobile exhaust system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a half sectional view showing a flexible tube for an automobile exhaust system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a half sectional view showing a flexible tube for an automobile exhaust system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a half sectional view showing a flexible tube for an automobile exhaust system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a main part of a flexible tube for an automobile exhaust system according to another embodiment.
FIG. 8 is a half sectional view showing a flexible tube for an automobile exhaust system of Conventional Example 1;
9 is a front view (A) and a side view (B) showing a flexible tube for an automobile exhaust system of Conventional Example 2. FIG.
FIG. 10 is a half sectional view showing a flexible tube for an automobile exhaust system of Conventional Example 3.
FIG. 11 is a half sectional view showing a flexible tube for an automobile exhaust system of Conventional Example 4;
[Explanation of symbols]
A1-A4 Flexible tube 1 First exhaust pipe 2 Second exhaust pipe 3 Bellows 5 Outer cover 6, 6 ', 6 "coil spring 7', 7" protector 8, 8 ', 8 "adapter

Claims

Both ends of the first exhaust pipe (1) and the second exhaust pipe (2) are connected, and a bellows (3) that absorbs the displacement of both the exhaust pipes (1), (2);
An outer cover (5) formed in a cylindrical shape covering the outer periphery of the bellows (3) with a plate material ;
Different diameter cylindrical protector (10) having one end fixed to one end of outer cover (5) and the other end fixed to one end of bellows (3);
A protector (7) having one end fixed to the other end of the bellows (3);
An adapter (8) having one end fixed to the other end of the outer cover (5);
A coil spring on the same axis as the outer cover (5) and having a spring start end fixedly coupled to the other end of the protector (7) and a spring terminal fixed to the other end of the adapter (8) (6) and
A flexible tube for an automobile exhaust system.

Both ends of the first exhaust pipe (1) and the second exhaust pipe (2) are connected, and a bellows (3) that absorbs the displacement of both the exhaust pipes (1), (2);
An outer cover (5) formed in a cylindrical shape covering the outer periphery of the bellows (3) with a plate material;
A first protector (7 ′) and a second protector (7 ″), each having one end connected to both ends of the bellows (3),
An adapter (8 ' ) having one end fixed to one end of the outer cover (5) ;
An adapter (8 ″ ) having one end fixed to the other end of the outer cover (5) ;
On the same axis as the outer cover (5), the spring start end is fixedly connected to the other end of the first protector (7 ' ), while the spring end is fixed to the other end of the adapter (8 ' ). A combined first coil spring (6 ' );
On the same axis as the outer cover (5), the spring start end is fixedly coupled to the other end of the second protector (7 '' ), while the spring end is the other end of the adapter (8 '' ) A second coil spring (6 '' ) fixedly coupled to
A flexible tube for an automobile exhaust system.

In the flexible tube for motor vehicle exhaust systems of Claim 1 or Claim 2,
A flexible vehicle exhaust system characterized in that the coil spring (6) or the first coil spring (6 ') and the second coil spring (6 ") are cylindrical coil springs having a constant winding diameter and arranged parallel to the tube axis. tube.

In the flexible tube for motor vehicle exhaust systems of Claim 1 or Claim 2,
The coil spring (6) or the first coil spring (6 ′) and the second coil spring (6 ″) are cones in which the winding diameter on the start end side substantially coincides with the outer diameter of the protector and the winding diameter on the end end side is larger than that on the start end side. A flexible tube for an automobile exhaust system characterized by being a coil spring.