JPH10103050A - 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】 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。 【構成】 両排気管１，２の変位を吸収するベローズ３
と、ベローズ３の外周を覆う筒状に形成されたアウター
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、アウター
カバー５の一端部とその内側の第１プロテクタ７’及び
アウターカバー５の他端部と第２プロテクタ７”との間
にそれぞれ介装され、バネ両端部を固定結合させた第１
板バネ１０’と第２板バネ１０”と、を備えた構成とし
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６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７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、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。

【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６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７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８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】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５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。

【００１２】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。

【００１３】

【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
ターカバーと、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、前記アウターカバ
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、平板状バネの両端部を成す外周の大径環状バネ端部
から管軸方向に切り起こされ梁となる中間周部を経由し
て至る内周の小径環状バネ端部をそれぞれアウターカバ
ーと第１プロテクタに固定結合させた第１板バネと、前
記アウター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、平板状バネの両端部を成す外周の大
径環状バネ端部から管軸方向に切り起こされ梁となる中
間周部を経由して至る内周の小径環状バネ端部をそれぞ
れアウターカバーと第２プロテクタに固定結合させた第
２板バネと、を備えていることを特徴とする。

【００１４】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第１，第２
板バネとの両方に作用する。

【００１５】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両板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。

【００１６】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、ベローズと第１，
第２板バネが、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、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
と両板バネが、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吸収される。つまり、ベローズと
第１，第２板バネとの両方を用いた変位吸収作用が達成
される。

【００１７】さらに、第１，第２板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
力がベローズと両板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。

【００１８】また、引張荷重に対しては第１，第２板バ
ネが圧縮されるため、過大な引張荷重が作用する時には
第１，第２板バネの切り抜き成形時に残した耳部を焼き
鈍して折り曲げた突起が、中間周部の変位規制ストッパ
となり、ベローズの伸び切りが防止される。

【００１９】また、走行中に石跳ね等があった場合、ア
ウターカバーによる保護作用でベローズ及び第１，第２
板バネの変形や損傷が防止される。

【００２０】さらに前記ベローズの両端部に、ベローズ
の内周を覆う筒状に形成されたインナーカバーを設けた
ことによって、排気管を流れる排気ガスの熱がベローズ
の内側に配置されるインナーカバーで受けられることに
なり、ベローズに対する熱影響が軽減されるし、気流音
も低減される。

【００２１】なお、フレキシブルチューブ取付位置によ
って特に曲げ方向の大変位置が予想される場合には、イ
ンナーカバーとして本実施例のパイプの代替品としてス
テンレス鋼線を編み上げたインナーブレードを用いても
よいことはいうまでもない。

【００２２】（解決手段２）請求項２記載の発明では、
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
おいて、一端側の板バネの内径がプロテクタの外径とほ
ぼ一致し、他端側の板バネの外径がアウタカバーの内径
とほぼ一致する円錐板バネとしたことを特徴とする。

【００２３】（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、第１板バネの中間周部と第２板
バネの中間周部の形状が、それぞれベローズの軸方向か
ら見て同方向に成る勝手違いに形成したことを特徴とす
る。

【００２４】

【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。

【００２５】（実施の形態１）まず、構成を説明する。

【００２６】実施の形態１は請求項１記載の発明に対応
する。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。

【００２７】図１において、Ａ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はアウターカバー、７’は第１プロテクタ、７”は第
２プロテクタ、８’は第１インナーパイプ、８”は第２
インナーパイプ、１０’は第１板バネ［１１’は外周の
大径環状バネ端部、１２’は管軸方向に切り起こされ梁
となる中間周部’、１３’は内周の小径環状バネ端
部］、１０”は第２板バネ［１１”は外周の大径環状バ
ネ端部、１２”は管軸方向に切り起こされ梁となる中間
周部’、１３”は内周の小径環状バネ端部］である。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】前記アウターカバー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、その
両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５
ａ”が形成されている。

【００３１】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、
アウターカバー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。

【００３２】前記第１板バネ１０’と第２板バネ１０”
は、詳細は後述するように外周（外径）の大径環状バネ
端部と管軸方向に切り起こされ梁となる中間周部と内周
（内径）の小径環状バネ端部外径と一定でそれぞれ管軸
に平行配置される円錐状板バネであり、第１板バネ１
０’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５ａ’，７ａ’に溶接にて固定結合
させ、第２板バネ６”は、第２カバー側バネ固定部５
ａ”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”
に溶接にて固定結合させている。

【００３３】前記第１インナーカバー８’と第２インナ
ーカバー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
のインナーカバー８’，８”にて覆う筒状に形成されて
いる。

【００３４】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。

【００３５】図２において、Ａ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Ａ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。

【００３６】次に、作用を説明する。

【００３７】［バネ定数の設定作用］フレキシブルチュ
ーブＡ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板バネ１
０’と第２板バネ１０”のバネ定数をK2とすると、ベロ
ーズ３と両板バネ１０’，１０”とが並列配置なってい
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。 Ｋ＝K1＋１／２K2 このように、ベローズ３のバネ定数K1と、両板バネ１
０’，１０”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。

【００３８】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
択自由度が高い両板バネ１０’，１０”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。

【００３９】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板バネ１
０’，１０”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。

【００４０】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板バネ１０’，１０”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。

【００４１】［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。

【００４２】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板バネ１０’，１
０”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、
板バネ取付スパンＬ２はそれぞれΔＬ／２だけ長くな
る。

【００４３】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板バネ１０’，
１０”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、板
バネ取付スパンＬ２はそれぞれΔＬ／２だけ短くなる。

【００４４】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板
バネ１０’，１０”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。

【００４５】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と両板バネ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。

【００４６】［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。

【００４７】フレキシブルチューブＡに加わる外力は、
ベローズ３に加わる力と、両板バネ１０’，１０”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。

【００４８】引張荷重に対しては第１，第２板バネ１
０’，１０”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板バネ１０’，１０”の耳部１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが中間周部１２’，１２”
の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。

【００４９】フレキシブルチューブＡ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Ａ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ーカバー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、アウターカバー５は、第１，第２板バネ１
０’，１０”の外周も覆う配置であるので、跳ね石等に
対し第１，第２板バネ１０’，１０”の変形や損傷も防
止される。

【００５０】ベローズ３の内側には第１インナーカバー
８’と第２インナーカバー８”を配置しているため、両
排気管１，２を流れる排気ガスの熱は先に両インナーカ
バー８’，８”で受けられることになり、ベローズ３に
対する熱影響が軽減される。尚、この両インナーカバー
８’，８”は、排気ガスの流れが、ベローズ３の凹凸で
乱れることにより発生する気流音を、低減する作用も示
す。

【００５１】次に、効果を説明する。

【００５２】（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ーカバー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、前記アウターカバー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、板バネ両
端部をそれぞれアウターカバー５と第１プロテクタ７’
に固定結合させた第１板バネ１０’と、前記アウターカ
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、板バネ両端部をそれぞれアウターカバー５
と第２プロテクタ７”に固定結合させた第２板バネ１
０”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Ａを提供する
ことができる。

【００５３】（２）ベローズ３の両端部に、ベローズ３
の内周を覆う筒状に形成された第１インナーカバー８’
と第２インナーカバー８”を設けたため、ベローズ３に
対する熱影響の軽減と気流音の低減を達成することがで
きる。

【００５４】また、この実施の形態１のフレキシブルチ
ューブＡは、第１板バネ１０’と第２板バネ１０”とし
て、一端側（内側）の内径がプロテクタ外径とほぼ一致
し、他端側（外側）の外径がアウタカバー内径とほぼ一
致する円錐状板バネを使用していると見ることができ
る。

【００５５】この板バネ変更に伴いアウターカバー５
は、管軸方向に２分割［不図示］することのない一体の
円筒材を用い、アウターカバー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、端部をわずかに内側に屈曲させることに
より形成し、第１プロテクタ７’の第１プロテクタ側バ
ネ固定部７ａ’と第２プロテクタ７”の第２プロテクタ
側バネ固定部７ａ”とは、端部をわずかに外側に屈曲さ
せることにより形成することも可能である。

【００５６】（３）第１板バネ６’と第２板バネ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板
バネとしたため、２分割のアウターカバー５を連結する
溶接や深絞り加工によるバネ固定部５ａ’，５ａ”，７
ａ’，７ａ”の形成を要さず、フレキシブルチューブ
Ａ’の製造コストを低く抑えることができる。

【００５７】（実施の形態２）まず、構成を説明する。

【００５８】図４，図５は請求項３記載の発明に対応す
る実施の形態２の板バネを示す説明図である。

【００５９】実施の形態２の図４において、１０’，１
０”は第１，第２板バネ（鋼板）を形成し、１１’，１
１”はそれらの大径環状バネ端部（外周部）、１２’，
１２”は一部を残して同心状の切込みにより作られる中
間周部、１３’，１３”はそれらの小径環状バネ端部
（内周部）である。

【００６０】第１排気管１と第２排気管２に両端部が接
続されて、両排気管１，２の変位を吸収するベローズ３
が設けられ、さらに、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たアウターカバー５を備えて、
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”とがある。

【００６１】そして、アウターカバー５の一端部とその
内側の第１プロテクタ７’との間に第１板バネ１０’が
介装される。この平板状バネの第１板バネ１０’は、ア
ウターカバー５の一端部とその外側の第１プロテクタ
７’との間に介装され、その板バネの管軸方向の両端部
を成す外周の大径環状バネ端部１１’から、管軸方向に
切り起こされ梁となる中間周部１２’を経由して、到達
する内周の小径環状バネ端部１３’を、それぞれアウタ
ーカバー５と第１プロテクタ７’との間に固定結合させ
る。

【００６２】同様に、平板状バネの平板状バネ第２板バ
ネ１０”は、アウターカバー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、その板バネの管軸
方向の両端部を成す外周の大径環状バネ端部１１”と、
それから管軸方向に切り起こされ梁となる中間周部１
２”を経由して至る内周の小径環状バネ端部１３”と
を、それぞれアウターカバー５と第２プロテクタ７”に
固定結合させる。

【００６３】すなわち、第１，第２板バネ１０’，１
０”の大径環状バネ端部（外周部）１１’，１１”はア
ウターカバー５に、また小径環状バネ端部（内周部）１
３’，１３”はカラーを成す第１，第２プロテクタ
７’，７”に固定される。そして第１，第２プロテクタ
７’，７”は第１排気管１と第２排気管２に接続されて
おり、第１，第２プロテクタ７’，７”間の変位が例え
ば引張方向に働いた場合、第１，第２板バネ１０’，１
０”は圧縮される。

【００６４】逆に、第１，第２プロテクタ７’，７”間
の変位が例えば圧縮方向に働いた場合、第１，第２板バ
ネ１０’，１０”は引張される。このような構成である
から、ベローズ３の変位は第１，第２板バネ１０’，１
０”の圧縮または引張により吸収される。

【００６５】図４及び図５は、請求項１〜請求項３記載
の発明に対応する板バネの構成を示す平面図・側面図・
バネ変位時の内・外周面のズレの説明図である。

【００６６】図４（ａ）において鋼板から大径環状バネ
端部（外周部）１１’，１１”及び小径環状バネ端部
（内周部）１３’，１３”を切り落とすときに、４隅に
耳部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを残し、かつ大径
環状バネ端部（外周部）１１’，１１”及び小径環状バ
ネ端部（内周部）１３’，１３”の間に中間周部１
２’，１２”を形成するように切り込みを行う。

【００６７】図４（ｂ）の側面図に示すように、第１，
第２板バネ１０’，１０”のこれらの中間周部１２’，
１２”は管軸方向へ切り起こし、つまり大径環状バネ端
部（外周部）１１’，１１”及び小径環状バネ端部（内
周部）１３’，１３”とが所定の間隔を開け、中間周部
１２’，１２”が梁となっており、これがスプリング作
用をなすように構成される。

【００６８】このような状態において、第１，第２板バ
ネ１０’，１０”が圧縮作用または引張作用を受けた場
合、小径環状バネ端部（内周部）１３’，１３”が大径
環状バネ端部（外周部）１１’，１１”に接近または離
遠することになるが、中間周部１２’，１２”が曲げを
受けバネ作用をすることになる。

【００６９】図４（ｃ）の説明図を基に、これらの第
１，第２板バネ１０’，１０”を、両排気管１，２の変
位を吸収するベローズ３の両端に装着した場合を考え
る。例えば、ベローズ３が引張加重を受けた時、板バネ
１０’，１０”は圧縮作用を受ける。

【００７０】両板バネは作用的に同様であるから、一方
の板バネ１０’を捉えて説明する。板バネ１０’の圧縮
作用を吸収するため、梁が撓むが、この場合、図４
（ｃ）に示す如く、小径環状バネ端部（内周部）１３’
と大径環状バネ端部（外周部）１１’との間に、最大Ｓ
のずれを生じることになる。

【００７１】即ち、圧縮前の内側の梁の支点ａは板バネ
圧縮により外周方向に寄り、最大変位時にｂ点に至るた
め、内周と外周との間にＳだけ、ずれを生じる。

【００７２】このため、両端に同形状のバネを用いた場
合、内・外周のずれる方向が対向することと、両板バネ
１０’，１０”の内・外周はそれぞれアウターカバー５
及びベローズ３に連結しているカラーを成す第１，第２
プロテクタ７’，７”に固定されることによって、バネ
単品時に生じるずれの最大値Ｓが、フレキシブルユニッ
トとした場合、ベローズ３のねじり変形あるいは板バネ
１０’の梁自体の変形を生じさせることになり、強度耐
久性に悪影響を発生させる恐れもないことはない。

【００７３】さらに、図４（ａ）に破線で示した個所
は、四角形の鋼板部材から円形板バネを切り抜くとき
に、四角形の対角線の部位に耳部を切り残し、加熱焼戻
し後図示のように折り曲げて、中間周部１２’，１２”
が大径環状バネ端部（外周部）１１’，１１”の側面を
越えて小径環状バネ端部（内周部）１３’，１３”の反
対側に変形させない、ベローズ３及び板バネの破壊を防
止するストッパの役目を果たす。

【００７４】図５はこの板バネの変形対策としての手段
を説明する図である。各部の名称・作用は図６のそれと
全く同一であるが、ただ、小径環状バネ端部（内周部）
１３’，１３”と大径環状バネ端部（外周部）１１’，
１１”の中間に位置して両者間の梁を成す中間周部１
２’，１２”が、図４と図５のそれでは相互に逆方向の
形状を成すのである。

【００７５】このように、ベローズ３の両端である第
１，第２プロテクタ７’，７”に装着する板バネの形状
を、相互に勝手違いにすることで、両板バネ１０’，１
０”の内・外周の変位分Ｓがフレキシブルユニットの軸
方向から見て同方向に成る様にし、ベローズ３及び両板
バネ１０’，１０”の変形を防止するようにした。

【００７６】すなわち、図１に示す自動車排気系用フレ
キシブルチューブにおいて、第１板バネ１０’の中間周
部１２’と第２板バネ１０”の中間周部１２”の形状
が、それぞれベローズ３の軸方向から見て同方向に成る
勝手違いに形成した、端的には図４の板バネと、図５の
板バネは相互に表面・裏面の関係であることを特徴とし
ている。

【００７７】実施の形態１，２では、ベローズ３の両端
部にそれぞれインナーカバー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ーカバーを設けるようにし
ても良い。

【００７８】さらに、実施の形態１では、アウターカバ
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。

【００７９】

【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
形成されたアウターカバーと、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
記アウター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、板バネ両端部をそれぞれアウターカ
バーと第１プロテクタに固定結合させた第１板バネと、
前記アウター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、板バネ両端部をそれぞれアウター
カバーと第２プロテクタに固定結合させた第２板バネ
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を提供することがで
きるという効果が得られる。

【００８０】さらに、請求項１記載の発明にあっては、
平板状バネの両端部を成す外周の大径環状バネ端部から
管軸方向に切り起こされ梁となる中間周部を経由して至
る内周の小径環状バネ端部をそれぞれアウターカバーと
第１プロテクタに固定結合させた第１板バネと、前記ア
ウター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、平板状バネの両端部を成す外周の大径環
状バネ端部から管軸方向に切り起こされ梁となる中間周
部を経由して至る内周の小径環状バネ端部それぞれアウ
ターカバーと第２プロテクタに固定結合させた第２板バ
ネとを備えていることで、平板状の１枚の金属製板から
同心状に、大径環状バネ端部と小径環状バネ端部を打抜
くと共に、略等間隔に２つの同心状の中間に複数の残置
部分を設けて切込みを行い、かつそれらの切込み相互間
を１箇所で連続させる切込みを行い、それぞれの前記連
続させる切込みを起こして梁となる切り起こしを作成す
るのであるから、小径環状バネ端部には支持される軸が
あり、大径環状バネ端部には板バネを固定する固定部が
あり、両者間は切込みと切り起こしによる隙間しか無
く、金属特有のバネ定数と板厚みと板表面積から自在に
バネ圧を調整可能となる。

【００８１】さらにまた、請求項１記載の発明にあって
は、大径環状バネ端部を打ち抜くときに、その外周部に
１個以上の耳部を残し、板バネ形成後に、前記耳部を折
り曲げて小径環状バネ端部が大径環状バネ端部の一方の
面を越えて弾性移動しないストッパを形成しているか
ら、ストッパを越えて伸縮移動ができないように規制す
るので、この板バネを適用する機器の伸縮限界から破壊
の防止ができ、ワイヤメッシュを用いない低コストで小
型軽量の構成としながら、安定した伸び変位規制量の管
理とベローズの耐久性向上と曲げ方向及び剪断方向の変
位吸収の向上を達成することができるという効果が得ら
れる。

【００８２】請求項２記載の発明にあっては、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おいて、
第１板バネと第２板バネとを、一端側の板バネ外径がプ
ロテクタ外径とほぼ一致し、他端側の板バネ内径がアウ
タカバー内径とほぼ一致する円錐状板バネとしたため、
上記効果に加え、２分割のアウター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。

【００８３】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、第１板バネの中間周部と第２板バネの中
間周部の形状が、それぞれベローズの軸方向から見て同
方向に成る勝手違いに形成したことを特徴とすることか
ら、板バネの圧縮作用を吸収するための梁（中間周部）
の撓みからの単品時に生じるずれの最大値Ｓに起因し
て、フレキシブルユニットに適用した場合、ベローズ３
のねじり変形あるいは板バネの梁自体の変形を生じさせ
なくなり、強度耐久性に悪影響を発生させる恐れもなく
なるという自動車排気系用フレキシブルチューブの弾性
部材として適切となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態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】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】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】本発明実施の形態１，２に対応する板バネの一
つの構成を示し、(a) は平面図 (b) は側面図 (c) はバネ作用時の変位に基づくずれＳの説明図であ
る。

【図５】本発明実施の形態１，２に対応する板バネの他
の構成を示し、(a) は平面図 (b) は側面図 (c) はバネ作用時の変位に基づくずれＳの説明図であ
る。

【図６】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７】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８】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。

【符号の説明】

Ａ 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 アウターカバー ７’ 第１プロテクタ ７” 第２プロテクタ ８’ 第１インナーパイプ ８” 第２インナーパイプ １０’ 第１板バネ １０” 第２板バネ １１’ 第１大径環状バネ端部（外周部） １１” 第２大径環状バネ端部（外周部） １２’ 第１中間周部 １２” 第２中間周部 １３’ 第１小径環状バネ端部（内周部） １３” 第２小径環状バネ端部（内周部） １４ａ 耳部（ストッパー） １４ｂ 耳部（ストッパー） １４ｃ 耳部（ストッパー） １４ｄ 耳部（ストッパー）

Claims (3)

【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
   に形成されたアウターカバー（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、 前記アウターカバー（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、平板状バネの両端
   部を成す外周の大径環状バネ端部（１１’）から管軸方
   向に切り起こされ梁となる中間周部（１２’）を経由し
   て至る内周の小径環状バネ端部（１３’）をそれぞれア
   ウターカバー（５）と第１プロテクタ（７’）に固定結
   合させた第１板バネ（１０’）と、 前記アウターカバー（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、平板状バネの両端
   部を成す外周の大径環状バネ端部（１１”）から管軸方
   向に切り起こされ梁となる中間周部（１２”）を経由し
   て至る内周の小径環状バネ端部（１３”）をそれぞれア
   ウターカバー（５）と第２プロテクタ（７”）に固定結
   合させた第２板バネ（１０”）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。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動車排気系用フレキシ
   ブルチューブにおいて、 一端側の板バネ（１０’，１０”）の内径がプロテクタ
   （７’，７”）の外径とほぼ一致し、他端側の板バネ
   （１０’，１０”）の外径がアウタカバー（５）の内径
   とほぼ一致する円錐板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。
3. 【請求項３】 請求項１記載の自動車排気系用フレキシ
   ブルチューブにおいて、 第１板バネ（１０’）の中間周部（１２’）と第２板バ
   ネ（１０”）の中間周部（１２”）の形状が、それぞれ
   ベローズ（３）の軸方向から見て同方向に成る勝手違い
   に形成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。