JPH08121658A - フレキシブルチューブ - Google Patents

フレキシブルチューブ

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JPH08121658A
JPH08121658A JP6256699A JP25669994A JPH08121658A JP H08121658 A JPH08121658 A JP H08121658A JP 6256699 A JP6256699 A JP 6256699A JP 25669994 A JP25669994 A JP 25669994A JP H08121658 A JPH08121658 A JP H08121658A
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1811Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
    • F01N13/1816Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration the pipe sections being joined together by flexible tubular elements only, e.g. using bellows or strip-wound pipes

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、自動車の排気系に配置されたフレ
キシブルチューブに関し、ベローズ部のバネ定数を低く
して排気系における振動を吸収し易くするとともに径寸
法を小さくしてコンパクトに構成することを目的とす
る。 【構成】 ベローズ部2は、最外端の第1山7から山高
さが順次増す山高さ傾斜部5と、山高さ傾斜部5の最も
高い山9に隣接する山10以降の山高さが同一になって
いる山高さ一定部6とを有し、山高さ一定部6における
各谷部4の底部4Aは、山高さ傾斜部5の各谷部4の底
部4Bより内側に位置している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の排気系に配置
されたフレキシブルチューブに関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の排気系は車体に吊持されるが、
排気系の一部を構成する前方排気管はエンジンの排気マ
ニホールドに連結している。従って、特にFF車では、
そのエンジンの振動が排気系に伝達され、その振動によ
って生じる前方排気管の撓みや変位を吸収するため、排
気系の途中に可撓性のある管連結装置が必要となる。こ
の管連結装置の主要部品として、フレキシブルチューブ
が用いられている。
【0003】かかるフレキシブルチューブを内蔵した管
連結装置として、例えば図5に示すものが知られてい
る。図5において、自動車のエンジン排気系では、図示
しないエキゾーストマニホールドに連設する前方排気管
101と、マフラー102が配置される後方排気管10
3とが管連結装置104を介して連結されている。
【0004】管連結装置104内には図6に示すフレキ
シブルチューブ105が内蔵されている。フレキシブル
チューブ105は所要のバネ定数の伸縮性のあるステン
レス鋼からなる薄肉材で構成され、前方排気管101と
後方排気管103をフレキブルに連結しており、エンジ
ンの振動を吸収することができる。フレキシブルチュー
ブ105のバネ定数が高ければ、後方排気管103に振
動が伝達され易くなり、振動を吸収するためには、フレ
キシブルチューブ105のバネ定数を低くすることが要
求されている。
【0005】かかるフレキシブルチューブとして、例え
ば図6に示すものが知られている。図において、このフ
レキシブルチューブ105は、山部106と谷部107
とが交互に形成されたベローズ部108を有してなる。
【0006】ベローズ部108では、すべての山部10
6の頂部106Aの山高さが同一の高さになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のフレ
キシブルチューブ105にあっては、ベローズ部108
のバネ定数が高いと、エンジンからの振動が後方排気管
103に伝達し、振動の伝達を確実に吸収できず、ひい
ては、後方排気管103から車体へ伝達される振動が大
きくなり、車室内の騒音等を引き起こす一因となってい
た。
【0008】そこで、ベローズ部108のバネ定数を低
くするために、ベローズ部108の高さ寸法を大きくす
ればよいが、山部106が外側に膨出することになる。
その結果、フレキシブルチューブ105を収容している
管連結装置104の径寸法が大きくなり、管連結装置1
04の外側のスペースを占有し、自動車の床下レイアウ
トの自由度が低くなるという問題がある。
【0009】また、例えば、実開平4−119327号
公報に開示されるように、フレキシブルチューブの端部
の1〜3山を漸次減少して、端部の剛性を上げ、中央よ
りの山部に力が分散するようにしたものが知られてい
る。
【0010】図7はこの種のフレキシブルチューブの断
面端部を示す。図において、フレキシブルチューブ11
0は山部111と谷部112とが交互に形成されたベロ
ーズ部113を有してなる。
【0011】ベローズ部113は、山高さ傾斜部114
と、山高さ一定部115とで構成されている。山高さ傾
斜部114は第1山116,第2山117及び第3山1
18の各頂部116A,117A,118Aの山高さを
中央に向けて順次増して形成されている。
【0012】山高さ一定部115は第4山119以降の
各頂部119Aの山高さを同一にして形成されている。
かかるフレキシブルチューブ110では、山高さ傾斜部
114に集中する応力を少なくして亀裂を生じ難くでき
る。
【0013】しかし、フレキシブルチューブ110にお
いては、山高さ傾斜部114の傾斜角度を大きくすれ
ば、ベローズ部113の山高さ一定部115の山部11
1の高さが二点鎖線(イ)で示すように高くなり、従っ
て、ベローズ部113のバネ定数を低くするという上述
の問題を解決できるかに見えるが、山高さ一定部115
の山部111が外側に膨出することになるので、フレキ
シブルチューブ110を収容する管連結装置の径寸法が
大きくなり、コンパクトに構成することができず、依然
として、自動車の床下レイアウトの自由度が低くなると
いう問題を解決できない。
【0014】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、ベローズ部のバネ定数を
低くして排気系における振動を吸収し易くするとともに
径寸法を小さくしてコンパクトに構成することができる
フレキシブルチューブを提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
ベローズ部を有してなるフレキシブルチューブにおい
て、前記ベローズ部は、最外端の第1山から山高さが順
次増す山高さ傾斜部と、山高さ傾斜部の最も高い山に隣
接する山以降の山高さが同一になっている山高さ一定部
とを有し、山高さ一定部における各谷部の底部は、山高
さ傾斜部の各谷部の底部より内側に位置していることを
特徴とする。
【0016】請求項2記載の発明は、ベローズ部を有し
てなるフレキシブルチューブにおいて、前記ベローズ部
は、最外端の第1山から山高さが順次増す山高さ傾斜部
と、山高さ傾斜部の最も高い山に隣接する山以降の山高
さが同一になっている山高さ一定部とを有し、山高さ一
定部における各谷部の底部を結ぶ直線を内径端とする第
1仮想内筒は、山高さ傾斜部の各谷部の底部を結ぶ直線
を内径端とする第2仮想内筒より小径に構成されている
ことを特徴とする。
【0017】
【作用】請求項1記載の発明においては、山高さ一定部
における各谷部の底部は、山高さ傾斜部の各谷部の底部
より内側に位置しているので、山高さ一定部の山部の高
さ寸法が大きくなり、ベローズ部の山高さ一定部のバネ
定数が低くなる。
【0018】また、ベローズ部の山高さ一定部の山部の
高さを外側に膨出させることなく確保されているので、
ベローズ部の山高さ傾斜部の山部の傾斜角度が緩くな
り、山高さ傾斜部のバネ定数が低くなる。
【0019】請求項2記載の発明においては、請求項1
記載の発明と同様の作用が生じる。
【0020】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。図1ないし図4は本発明の実施例に係わるフレ
キシブルチューブを示す。
【0021】図1において、符号1はフレキシブルチュ
ーブで、このフレキシブルチューブ1はステンレス鋼を
材料とした薄肉材で構成され、図5に示す管連結装置1
04に内蔵されている。フレキシブルチューブ1によ
り、図5に示す前方排気管101と後方排気管103が
連結されている。
【0022】フレキシブルチューブ1はベローズ部2を
有し、このベローズ部2には山部3と谷部4が交互に形
成されている。ベローズ部2は、山高さ傾斜部5と山高
さ一定部6とで構成されている。
【0023】山高さ傾斜部5は、最外端の第1山7と、
第1山7に隣接する第2山8と、第2山8に隣接する第
3山9とを有している。第1山7,第2山8,及び第3
山9の各頂部7A,8A,9Aの山高さは中央(図1の
右側方向)に向けて順次増している。
【0024】山高さ一定部6は、第4山10,第5山1
1,第6山12等を有している。第4山10は山高さ傾
斜部5の最も高い山である第3山9に隣接しており、第
4山10,第5山11,第6山12,・・・の頂部10
A,11A,12A,・・・の山高さは同一になってい
る。
【0025】そして、山高さ一定部6における谷部4の
底部4Aを結ぶ直線L1を内径端とする第1仮想内筒M
1は、山高さ傾斜部5の谷部4の底部4Bを結ぶ直線L
2を内径端とする第2仮想内筒M2より小径に構成され
ている。即ち、山高さ一定部6における谷部4の底部4
Aを結ぶ直線L1は、山高さ傾斜部5の谷部4の底部4
Bを結ぶ直線L2より内側に位置している。
【0026】従って、山高さ一定部6における各谷部4
の底部4Aは、山高さ傾斜部5の各谷部4の底部4Bよ
り内側に位置している。なお、直線L1の内側に出る量
が大きいと、排気ガスの流れが妨げられ、排気ガスによ
るエンジンに対する背圧が大きくなるので、直線L1
は、山高さ一定部6におけるバネ定数と背圧とのバラン
ス上の最適な位置に決められる。
【0027】しかして、本実施例においては、第1仮想
内筒M1は第2仮想内筒M2より小径に構成されている
ので、山高さ一定部6の山部3の高さ寸法HがH0 より
大きくなり、ベローズ部2の山高さ一定部6のバネ定数
が低くなる。なお、H0 は直線L1を直線L2に合わせ
た時の仮想高さである。
【0028】例えば、図3に示すように、山高さ一定部
6の山部3の高さ寸法Hが大きくなるにつれて、バネ定
数が低くなることが示されている。また、ベローズ部2
の山高さ一定部6の山部3の高さが外側に膨出させるこ
となく確保され、ベローズ部2の山高さ傾斜部5の山部
3の傾斜角度が緩くなる。従って、図4に示す実験にて
示すように、山高さ傾斜部5のバネ定数が低くなる。
【0029】以上の如き構成によれば、第1仮想内筒M
1は第2仮想内筒M2より小径に構成されているので、
山高さ一定部6の山高さ一定部6の山部3の高さ寸法H
をH 0 より大きくでき、ベローズ部2の山高さ一定部6
のバネ定数を低くできる。
【0030】また、山高さ一定部6の山部3の高さが外
側に膨出させることなく確保されるので、ベローズ部2
の山高さ傾斜部5の山部3の傾斜を緩くでき、ベローズ
部2の山高さ傾斜部5のバネ定数を低くできる。
【0031】このように、ベローズ部2の山高さ一定部
6及び山高さ傾斜部5のバネ定数を小さくし、排気系の
振動を確実に吸収し易くできる。ひいては、排気系から
車体への振動の伝達を少なくし、車室内の騒音等を少な
くできる。
【0032】また、上述のようにベローズ部2の山高さ
一定部6の高さを、外側に膨出させることなく確保でき
ることから、フレキシブルチューブ1を収容する管連結
装置104の径寸法を小さくし、フレキシブルチューブ
1をコンパクトに構成でき、管連結装置104の外側の
スペースを広げ、自動車の床下レイアウトの自由度を高
くできる。
【0033】さらに、ベローズ部2のバネ定数を低くで
きることから、ベローズ部2を軸方向で短縮できるの
で、フレキシブルチューブ1の軸線方向のスペースを確
保し、自動車の床下レイアウトの自由度を高くできる。
【0034】なぜなら、本実施例のベローズ部2のバネ
定数を低くすることにより、ベローズ部2の撓み量δが
大きくなるが、従来のベローズ部の伸縮量ΔLと本実施
例のベローズ部2の伸縮量ΔLを同一値にして確保する
ため、同一の外力を作用させた条件で考えると、伸縮量
ΔL=撓み量δ×ベローズ部の長さLで与えられ、伸縮
量ΔLを同一にするには、撓み量δが大きいことから、
ベローズ部の長さLが小さくても良いからである。
【0035】ちなみに、実験によれば、ベローズ部2の
内側方向における段差量DをH0 ×0.2にした場合、
ベローズ部2の山部3の数を21山から18山に短縮で
きた。
【0036】なお、本実施例においては、フレキシブル
チューブ1は管連結装置104に内蔵されている場合に
ついて説明したが、フレキシブルチューブのみからなる
管連結装置を前方排気管101と後方排気管103に連
結することもできる。
【0037】また、本実施例においては、山高さ傾斜部
の山の数は3個となっているが、2個または4個以上と
することもできる。さらに、本実施例においては、山高
さ一定部6における谷部4の底部4Aを結ぶ直線L1を
内径端とする第1仮想内筒M1を、山高さ傾斜部5の谷
部4の底部4Bを結ぶ直線L2を内径端とする第2仮想
内筒M2より小径に構成することにより、山高さ一定部
6における各谷部4の底部4Aは、山高さ傾斜部5の各
谷部4の底部4Bより内側に位置しているが、山高さ一
定部6における谷部4の底部4Aを結ぶ線,山高さ傾斜
部5の谷部4の底部4Bを結ぶ線は、必ずしも直線でな
くても良い。即ち、山高さ一定部6における各谷部4の
底部4A,山高さ傾斜部5の各谷部4の底部4Bは、内
側に向けての突出量が一定で無くても良い。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、山高さ一定部における各谷部の底部は、山
高さ傾斜部の各谷部の底部より内側に位置しているの
で、山高さ一定部の山部の高さ寸法を大きくでき、ベロ
ーズ部の山高さ一定部のバネ定数を低くできる。
【0039】また、山高さ一定部の山部の高さが外側に
膨出させることなく確保されるので、ベローズ部の山高
さ傾斜部の傾斜を緩くでき、ベローズ部の山高さ傾斜部
のバネ定数を低くできる。
【0040】このように、ベローズ部の山高さ一定部及
び山高さ傾斜部のバネ定数を小さくでき、排気系の振動
を確実に吸収し易くできる。ひいては、排気系から車体
への振動の伝達を少なくし、車室内の騒音等を少なくで
きる。
【0041】また、上述のようにベローズ部の山高さ一
定部の高さを、外側に膨出させることなく確保できるこ
とから、フレキシブルチューブの外側のスペースを広
げ、フレキシブルチューブをコンパクトに構成でき、自
動車の床下レイアウトの自由度を高くできる。
【0042】また、請求項2記載の発明によれば、請求
項1記載の発明による発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係わるフレキシブルチューブ
の要部断面図である。
【図2】同フレキシブルチューブの全体を示す側面図で
ある。
【図3】同フレキシブルチューブの山高さ一定部におけ
る山高さとバネ定数の関係を示す図である。
【図4】山高さ傾斜部における傾斜角度とバネ定数との
関係を示す図である。
【図5】従来における排気系の上面図である。
【図6】従来におけるフレキシブルチューブの側面図で
ある。
【図7】従来における他のフレキシブルチューブの要部
断面図である。
【符号の説明】
1 フレキシブルチューブ 2 ベローズ部 3 山部 4 谷部 5 山高さ傾斜部 6 山高さ一定部 7 第1山 8 第2山 9 第3山 10 第4山 M1 第1仮想内筒 M2 第2仮想内筒

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベローズ部(2)を有してなるフレキシ
    ブルチューブにおいて、 前記ベローズ部(2)は、 最外端の第1山(7)から山高さが順次増す山高さ傾斜
    部(5)と、 山高さ傾斜部(5)の最も高い山(9)に隣接する山
    (10)以降の山高さが同一になっている山高さ一定部
    (6)とを有し、 山高さ一定部(6)における各谷部(4)の底部(4
    A)は、山高さ傾斜部(5)の各谷部(4)の底部(4
    B)より内側に位置していることを特徴とするフレキシ
    ブルチューブ。
  2. 【請求項2】 ベローズ部(2)を有してなるフレキシ
    ブルチューブにおいて、 前記ベローズ部(2)は、 最外端の第1山(7)から山高さが順次増す山高さ傾斜
    部(5)と、 山高さ傾斜部(5)の最も高い山(9)に隣接する山
    (10)以降の山高さが同一になっている山高さ一定部
    (6)とを有し、 山高さ一定部(6)における各谷部(4)の底部(4
    A)を結ぶ直線(L1)を内径端とする第1仮想内筒
    (M1)は、山高さ傾斜部(5)の各谷部(4)の底部
    (4B)を結ぶ直線(L2)を内径端とする第2仮想内
    筒(M2)より小径に構成されていることを特徴とする
    フレキシブルチューブ。
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