JPH11210456A - 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】 エンジン側とマフラ側の排気管同士の相対変
位を吸収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、高耐久性等
の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】 排気管１と排気管２に接続されたベロー
ズ３と、ベローズ３を覆い一端部がベローズの一端部に
固定され、他端部内周面に沿ってコイルバネをねじ込む
形状に打ち出した内面打ち出し部８が設けられたアウタ
カバー５と、ベローズ３の他端部に接続された先端部外
周面に沿ってコイルバネをねじ込む形状に打ち出した外
面打ち出し部９が設けられたサポート７と、内面打ち出
し部８と外面打ち出し部９に両端部をねじ込み状態で固
定された円錐コイルバネ６と、を備えている構成。

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。 (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
ット溶接するサポートを備えた構成である。

【０００３】(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１３に示
すように、排気管に接続されるベローズと、ベローズの
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。

【０００４】(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１４に示
すように、排気管に接続されるベローズと、ベローズの
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
圧縮スプリングを備えた構成である。

【０００５】(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１５に示
すように、排気管に接続されるベローズと、ベローズの
外周に配置され、一端がベローズ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、
下記のような問題がある。 (1) 上記いずれの自動車排気系用フレキシブルチューブ
でも、それぞれ排気管同士の変位を吸収する独特な機能
を有してはいるが、一方の排気管または他方の排気管で
各々の固有の振動モードで共振現象が発生すると、その
振動が直接ベローズへ伝わり、時に前記ベローズに過大
な変位を与え、そのベローズの許容応力を越えてしまう
場合があるが、それを積極的に防止するための振動減衰
機能は有していないという問題点があった。

【０００７】また、個々の自動車排気系用フレキシブル
チューブにおいては、それぞれ下記に列挙するような問
題がある。 (2) 図１２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】(3) 図１３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。

【０００９】(4) 図１４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。

【００１０】(5) 図１５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。

【００１１】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。

【００１２】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、共振によ
る振動の抑制性、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１２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。

【００１３】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。

【００１４】

【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ると共に一端部がベローズの一端
部に固定され、かつ前記筒状他端部に、その内周面に沿
ってコイルバネを終端側からねじ込む形状に打ち出した
内面打ち出し部が設けられたアウタカバーと、前記ベロ
ーズの他端部に筒状部の先端部が接続され、該先端部
に、その外周面に沿って前記コイルバネを始端側からね
じ込む形状に打ち出した外面打ち出し部が設けられたサ
ポートと、前記アウタカバー他端部配置のコイルバネで
あって、前記内面打ち出し部と外面打ち出し部に両端部
をねじ込み状態で固定されアウタカバーとサポート間に
介装された円錐コイルバネと、を備えていることを特徴
とする。

【００１５】従って、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円錐コイルバ
ネとの両方に作用する。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円錐コイルバネで補う
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。

【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、ベローズと円錐コ
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、円錐コ
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
と円錐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、ベローズと円錐コイルバネ
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。

【００１７】さらに、円錐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
がベローズと円錐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。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
び円錐コイルバネの変形や損傷が防止される。

【００１８】また、このフレキシブルチューブの組み立
ての際、円錐コイルバネは、アウタカバーの内面打ち出
し部とサポートの外面打ち出し部に、その両端部をねじ
込み状態で固定させるため、溶接固定を不要とし、従っ
て、円錐コイルバネの熱影響による応力腐食割れ、粒界
腐食および熱疲労等によるバネ強度、信頼性の低下、へ
たり等の発生を防止し、ベローズの保護を長期間的確に
行なう。

【００１９】（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ると共に、その一端
側内周面に沿ってコイルバネを終端側からねじ込む形状
に打ち出した内面打ち出し部および他端側内周面に沿っ
てコイルバネを終端側からねじ込む形状に打ち出した内
面打ち出し部が設けられたアウタカバーと、前記ベロー
ズの一端部に筒状部の先端部が接続され、該先端部に、
その外周面に沿って前記アウタカバー一端側配置のコイ
ルバネを始端側からねじ込む形状に打ち出した外面打ち
出し部が設けられた第１サポートおよびベローズの他端
部に筒状部の先端部が接続され、該先端部に、その外周
面に沿って前記アウタカバーの他端側配置のコイルバネ
を始端側からねじ込む形状に打ち出した外面打ち出し部
が設けられた第２サポートと、前記アウタカバー両端配
置のコイルバネであって、前記一端側の内面打ち出し部
と外面打ち出し部に両端部をねじ込み状態で固定されア
ウタカバーとサポート間に介装された第１円錐コイルバ
ネおよび前記他端側の内面打ち出し部と外面打ち出し部
に両端部をねじ込み状態で固定されアウタカバーとサポ
ート間に介装された第２円錐コイルバネと、を備えてい
ることを特徴とする。従って、上記請求項１記載の発明
の作用が得られる他、第１・第２両円錐コイルバネによ
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、円錐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。

【００２０】（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に記載の自動車排気系用フレキ
シブルチューブにおいて、前記内面打ち出し部および外
面打ち出し部が前記円錐コイルバネの線材終端を挿入可
能な断面略Ｕ字状に形成されていることを特徴とする。
従って、前記内面打ち出し部および外面打ち出し部に円
錐コイルバネの両端部をねじ込むだけで確実に固定でき
る。

【００２１】（解決手段４）請求項４記載の発明では、
請求項３記載の自動車排気系用フレキシブルチューブに
おいて、前記内面打ち出し部および外面打ち出し部が前
記円錐コイルバネの線材終端を挿入可能な断面略Ｕ字状
に形成されているのに代え、ビードが円錐コイルバネの
端部を適宜長さ螺合させる雄ねじ状または雌ねじ状に形
成されていることを特徴とする。従って、アウタカバ
ー、サポートのいずれも面内に切欠部を有さず耐久性を
確実にし、また、組み立ての際、螺合を容易とし、組立
作業の効率向上を図ることができる。

【００２２】（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に記載の自動車排気系用フレキ
シブルチューブにおいて、前記内面打ち出し部および外
面打ち出し部の前記円錐コイルバネのねじ込み方向終端
に止め部が設けられていることを特徴とする。従って、
組み立ての際、円錐コイルバネを回転が停止するまでね
じ込むだけで設定寸法・性能が得られ、簡単に品質の統
一を図ることができる。

【００２３】

【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。 （実施の形態１）まず、構成を説明する。実施の形態１
は請求項２，３，５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
半断面図、図２は円錐コイルバネ両端螺合状態を示す断
面図、図３は円錐コイルバネのサポート側螺合状態を示
す説明図、図４は円錐コイルバネのアウタカバー側螺合
状態を示す説明図、図５（イ）は図３のＡ部断面図、
（ロ）は図３のＢ部断面図である。

【００２４】図において、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円錐コイルバネ、６”は
第２円錐コイルバネ、７’は第１サポート、７”は第２
サポートである。また、８’は第１内面打ち出し部、
８”は第２内面打ち出し部、９’は第１外面打ち出し
部、９”は第２外面打ち出し部である。

【００２５】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。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。

【００２６】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。このアウタカバー５の一端側には第１内面打ち出
し部８’が端縁に沿うように設けられ、他端側には第２
内面打ち出し部８”が前記同様端縁に沿うように設けら
れている。

【００２７】前記第１サポート７’と第２サポート７”
は、それぞれ筒状に形成され前記アウタカバー５内でベ
ローズ３の端部を覆うようにして接続固定（スポット溶
接）される。この第１サポート７’の先端部には、第１
外面打ち出し部９’が端縁に沿うように設けられ、第２
サポート７”の先端部には第２外面打ち出し部９”が前
記同様端縁に沿うように設けられている。

【００２８】前記第１内面打ち出し部８’，第２内面打
ち出し部８”，第１外面打ち出し部９’，第２外面打ち
出し部９”は、それぞれ図５に示すように、軸心に平行
するように切断線を一箇所いれてアウタカバーの内面側
に、あるいは第１，第２サポートの外面側に断面略Ｕ字
状となるように、かつＵ字状内部に円錐コイルバネを挿
入可能な大きさを有するように適宜長さ打ち出し成形さ
れ、その終端側は閉塞状態とすることによって止め部１
０が設けられている。

【００２９】また、前記切断線位置が開口することによ
って挿入口１１となり、前記第１内面打ち出し部８’と
第１外面打ち出し部９’の挿入口１１同士、また前記第
２内面打ち出し部８”と第２外面打ち出し部９”の挿入
口１１同士は対向するように配置される。尚、図中８ａ
は，それぞれ前記第１，第２内面打ち出し部８’，８”
の通り方向と同一かつ適宜進行した位置で切断線を二箇
所にして両端開口するように内面側に打ち出し、円錐コ
イルバネを挿通状態で支持する中間支持用内面打ち出し
部であり、同様に、９ａは、それぞれ前記第１，第２外
面打ち出し部９’，９”の通り方向と同一かつ適宜進行
した位置で切断線を二箇所にして両端開口するように外
面側に打ち出し、円錐コイルバネを挿通状態で支持する
中間支持用外面打ち出し部である。

【００３０】前記第１，第２円錐コイルバネ６’，６”
は、大径部を前記アウタカバー５の内周面と略同一外径
に、小径部を前記第１，第２サポート７’，７”の外周
面と略同一内径にして両者逆巻き方向に設けられ、か
つ、それぞれその始端部６ａと終端部６ｂは一巻きに満
たない座巻きとして形成されている。尚、前記第１，第
２円錐コイルバネ６’，６”に座巻きを設けない場合
は、前記内・外面打ち出し部と中間支持用内・外面打ち
出し部は、前記円錐コイルバネの始端部６ａと終端部６
ｂに合わせたつる巻位置に設ける。

【００３１】このフレキシブルチューブＡ１の組み立て
では、まず、一方、例えば第１サポート７’の外面打ち
出し部９’に第１円錐コイルバネ６’を始端部６ａが止
め部１０に当接するまでねじ込み、またアウタカバー５
の内面打ち出し部８”に第２円錐コイルバネ６”を終端
部６ｂが止め部１０に当接するまでねじ込む。次に、前
記アウタカバー５をフレキシブルチューブ３の他端側か
ら挿入し、第１円錐コイルバネ６’の終端部６ｂを内面
打ち出し部８’の挿入口１１に合わせ、同様に、第２円
錐コイルバネ６”の始端部６ａを外面打ち出し部９”の
挿入口１１に合わせた状態で、アウタカバー５を固定し
第１サポート７’，第２サポート７”を同一方向に、回
転停止するまでねじ込むことにより組み立てることがで
きる。前記ねじ込み後、打ち出し部をかしめバネ端部を
強固に固定する。尚、前記第１，第２円錐コイルバネ
６’，６”は同一巻きのものでもよく、また、組み立て
方法もそれぞれ多様に設定できる。

【００３２】図６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。図６
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。

【００３３】次に、作用を説明する。 ［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７に示すように、ベ
ローズ３のバネ定数をK1とし、第１円錐コイルバネ６’
と第２円錐コイルバネ６”のバネ定数をK2とすると、ベ
ローズ３と両円錐コイルバネ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。 Ｋ＝K1＋（K2／２） このように、ベローズ３のバネ定数K1と、両円錐コイル
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。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円錐コイルバネ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。

【００３４】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円錐コイル
バネ６’，６”のバネ定数K2の変更に委ねることで、ベ
ローズ３のバネ定数K1を一定値に設定することができ
る。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
設定しても両円錐コイルバネ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。

【００３５】前記円錐コイルバネ６’，６”は、アウタ
カバー５と第１サポート７’，第２サポート７”との間
にコイルバネ両端部をねじ込むことによって固定する構
成を採用したため、溶接による熱影響を受けないで固定
できるから、取付け部がへたらず、バネの強度、信頼性
が向上する。従って、前記ベローズ３の補助を長期間的
確に行ない、フレキシブルチューブの信頼性を向上させ
る。

【００３６】［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。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円錐コイルバネ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７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、円錐
コイルバネ取付スパンＬ２はそれぞれΔＬ／２だけ長く
なる。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円錐コイルバネ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７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、円錐
コイルバネ取付スパンＬ２はそれぞれΔＬ／２だけ短く
なる。

【００３７】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円
錐コイルバネ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。
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と両円錐コイルバネ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。

【００３８】［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。
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、両円錐コイルバネ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。前記円錐コイルバネがへたらず、その強度、信頼性
が向上する結果、ベローズの信頼性を長期間に渡って維
持させる。また、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円錐コイル
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円錐コイルバネ６’，６”の変形や損
傷も防止される。

【００３９】［組み立て容易性］円錐コイルバネ６’，
６”は、前記のように、手間のかかる溶接作業を行なう
ことなく、バネのつる巻形状を利用して、アウタカバー
５の両端と第１，第２サポータ７’，７”との間に両端
部をねじ込むだけで固定することができる。このねじ込
み作業も回転が停止するまで行なえばよく、組み立てに
複雑な手間が掛らない。円錐コイルバネ６’，６”のね
じ込み部分は打ち出し成形するだけであるから、固定用
の別部品を必要とせず、部品点数が増えない。

【００４０】次に、効果を説明する。

【００４１】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、プレート材によりベローズ３の外周を覆う筒状に形
成されると共に、その一端側内周面に沿ってコイルバネ
を終端側からねじ込む形状に打ち出した内面打ち出し部
８’および他端側内周面に沿ってコイルバネを終端側か
らねじ込む形状に打ち出した内面打ち出し部８" が設け
られたアウタカバー５と、ベローズ３の一端部に筒状部
の先端部が接続され、該先端部に、その外周面に沿って
アウタカバー５一端側配置のコイルバネを始端側からね
じ込む形状に打ち出した外面打ち出し部９’が設けられ
た第１サポート７’およびベローズ３の他端部に筒状部
の先端部が接続され、該先端部に、その外周面に沿って
アウタカバー５の他端側配置のコイルバネを始端側から
ねじ込む形状に打ち出した外面打ち出し部９”が設けら
れた第２サポート７”と、アウタカバー５両端配置のコ
イルバネであって、一端側の内面打ち出し部８’と外面
打ち出し部９’に両端部をねじ込み状態で固定されアウ
タカバー５とサポート７’間に介装された第１円錐コイ
ルバネ６’および他端側の内面打ち出し部８" と外面打
ち出し部９”に両端部をねじ込み状態で固定されアウタ
カバー５とサポート７”間に介装された第２円錐コイル
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。

【００４２】（実施の形態２）まず、構成を説明する。

【００４３】図８は請求項１，３，５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。

【００４４】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円錐コイルバネ６’，６”でアウタ
カバー５を両持ち状態に支持したのに対し、一方の円錐
コイルバネを省略し、アウタカバー５を１つの円錐コイ
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。

【００４５】この一方の円錐コイルバネの省略に伴い、
アウターカバー５は、ベローズ３を覆うと共に、一端が
円錐コイルバネ６で支持され、他端が後述する異径円筒
状プロテクタ１０に固定された筒状部５’と、ベローズ
３の一端に固定された小径部１０ａと筒状部５’がスポ
ット溶接により接続固定された大径部１０ｂとを備えた
異径円筒状プロテクタ１０とからなっている。尚、この
アウタカバー５は、この構造に限らず前記筒状部５’と
異径円筒状プロテクタ１０とが一体に成形された構造と
することもできる。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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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、円錐コイルバネ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。

【００４９】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
しても円錐コイルバネ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。

【００５０】次に、効果を説明する。実施の形態２にあ
っては、実施の形態１の効果に加え、一方の円錐コイル
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という効果が得られる。

【００５１】（実施の形態３）まず、構成を説明する。
図９は請求項１，２，４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の一部
を示す半断面図、図１０はアウタカバー側における円錐
コイルバネの螺合状態を示す説明図、図１１は同じくサ
ポート側の螺合状態を示す説明図である。

【００５２】この実施の形態３のフレキシブルチューブ
Ａ３は、前記実施の形態１，２のバネ固定部を打ち出し
成形したのに代え、ビードがバネ端部を適宜長さ螺合さ
せるように、アウタカバー５側を雌ねじ８０に、またサ
ポート７側を雄ねじ９０に形成した点で実施の形態１，
２と異なる。第１，第２サポート７’，７”も同様であ
る。

【００５３】尚、他の構成は実施の形態１と同様であ
り、この場合、アウタカバー、サポートのいずれも面内
に切断部を有さず耐久性を確実にし、また、組み立ての
際、螺合を容易とし、組立作業の効率向上を図ることが
できる。その他の作用・効果は実施の形態１と同様であ
るので説明を省略する。

【００５４】

【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
形成されると共に一端部がベローズの一端部に固定さ
れ、かつ前記筒状他端部に、その内周面に沿ってコイル
バネを終端側からねじ込む形状に打ち出した内面打ち出
し部が設けられたアウタカバーと、前記ベローズの他端
部に筒状部の先端部が接続され、該先端部に、その外周
面に沿って前記コイルバネを始端側からねじ込む形状に
打ち出した外面打ち出し部が設けられたサポートと、前
記アウタカバー他端部配置のコイルバネであって、前記
内面打ち出し部と外面打ち出し部に両端部をねじ込み状
態で固定されアウタカバーとサポート間に介装された円
錐コイルバネと、を備えている構成としたため、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。

【００５５】特に、円錐コイルバネは溶接によらないで
簡単に固定でき、この熱影響を与えない構成としたこと
で、さらに耐用年数が長く信頼性の高いフレキシブルチ
ューブを提供することができるなどの効果が得られる。

【００５６】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ると共に、その一端側内周面
に沿ってコイルバネを終端側からねじ込む形状に打ち出
した内面打ち出し部および他端側内周面に沿ってコイル
バネを終端側からねじ込む形状に打ち出した内面打ち出
し部が設けられたアウタカバーと、前記ベローズの一端
部に筒状部の先端部が接続され、該先端部に、その外周
面に沿って前記アウタカバー一端側配置のコイルバネを
始端側からねじ込む形状に打ち出した外面打ち出し部が
設けられた第１サポートおよびベローズの他端部に筒状
部の先端部が接続され、該先端部に、その外周面に沿っ
て前記アウタカバーの他端側配置のコイルバネを始端側
からねじ込む形状に打ち出した外面打ち出し部が設けら
れた第２サポートと、前記アウタカバー両端配置のコイ
ルバネであって、前記一端側の内面打ち出し部と外面打
ち出し部に両端部をねじ込み状態で固定されアウタカバ
ーとサポート間に介装された第１円錐コイルバネおよび
前記他端側の内面打ち出し部と外面打ち出し部に両端部
をねじ込み状態で固定されアウタカバーとサポート間に
介装された第２円錐コイルバネと、を備えている構成と
したため、請求項１記載の発明の効果と同様の効果に加
え、耐久的にさらに有利となるなどの効果が得られる。

【００５７】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に記載の自動車排気系用フレキシブルチ
ューブにおいて、前記内面打ち出し部および外面打ち出
し部が前記円錐コイルバネの線材終端を挿入可能な断面
略Ｕ字状に形成されている構成としたため、請求項１記
載の効果と同様の効果が得られる。

【００５８】請求項４記載の発明にあっては、請求項３
記載の自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、
前記内面打ち出し部および外面打ち出し部が前記円錐コ
イルバネの線材終端を挿入可能な断面略Ｕ字状に形成さ
れているのに代え、ビードが円錐コイルバネの端部を適
宜長さ螺合させる雄ねじ状または雌ねじ状に形成されて
いる構成としたため、アウタカバー、サポートのいずれ
も面内に切断部を有さず耐久性を確実にし、また、組み
立ての際、螺合を容易とし、組立作業の効率向上を図る
ことができるという効果が得られる。

【００５９】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に記載の自動車排気系用フレキシブルチ
ューブにおいて、前記内面打ち出し部および外面打ち出
し部の前記円錐コイルバネのねじ込み方向終端に止め部
が設けられている構成としたため、組み立ての際、円錐
コイルバネを回転が停止するまでねじ込むだけで設定寸
法・性能が得られ、簡単に品質の統一を図ることができ
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】実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチ
ューブの円錐コイルバネ両端螺合状態を示す断面図であ
る。

【図３】実施の形態１の円錐コイルバネのサポート側螺
合状態を示す説明図である。

【図４】実施の形態１の円錐コイルバネのアウタカバー
側螺合状態を示す説明図である。

【図５】（イ）図３のＡ部を示す断面図である。 （ロ）図３のＢ部を示す断面図である。

【図６】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７】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８】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９】実施の形態３の自動車排気系用フレキシブルチ
ューブの一部を示す半断面図である。

【図１０】実施の形態３の円錐コイルバネのアウタカバ
ー側における螺合状態を示す説明図である。

【図１１】実施の形態３の円錐コイルバネのサポート側
螺合状態を示す説明図である。

【図１２】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１３】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１４】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１５】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〜Ａ３ 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”円錐コイルバネ ６ａ 円錐コイルバネの始端側 ６ｂ 円錐コイルバネの終端側 ７，７’，７”サポート ８，８’，８”内面打ち出し部 ８ａ 円錐コイルバネを挿通状態で支持する内面打ち出
し部 ８０ ビードで雌ねじ状に形成した内面打ち出し部 ９，９’，９”外面打ち出し部 ９ａ 円錐コイルバネを挿通状態で支持する外面打ち出
し部 ９０ ビードで雄ねじ状に形成した外面打ち出し部 １０ 止め部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 正成 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 赤沢 隆 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (5)

【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
   に形成されると共に一端部がベローズ（３）の一端部に
   固定され、かつ前記筒状他端部に、その内周面に沿って
   コイルバネを終端側からねじ込む形状に打ち出した内面
   打ち出し部（８）が設けられたアウタカバー（５）と、 前記ベローズ（３）の他端部に筒状部の先端部が接続さ
   れ、該先端部に、その外周面に沿って前記コイルバネを
   始端側からねじ込む形状に打ち出した外面打ち出し部
   （９）が設けられたサポート（７）と、 前記アウタカバー（５）他端部配置のコイルバネであっ
   て、前記内面打ち出し部（８）と外面打ち出し部（９）
   に両端部をねじ込み状態で固定されアウタカバー（５）
   とサポート（７）間に介装された円錐コイルバネ（６）
   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】 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
   に形成されると共に、その一端側内周面に沿ってコイル
   バネを終端側からねじ込む形状に打ち出した内面打ち出
   し部（８’）および他端側内周面に沿ってコイルバネを
   終端側からねじ込む形状に打ち出した内面打ち出し部
   （８" ）が設けられたアウタカバー（５）と、 前記ベローズ（３）の一端部に筒状部の先端部が接続さ
   れ、該先端部に、その外周面に沿って前記アウタカバー
   （５）一端側配置のコイルバネを始端側からねじ込む形
   状に打ち出した外面打ち出し部（９’）が設けられた第
   １サポート（７’）およびベローズ（３）の他端部に筒
   状部の先端部が接続され、該先端部に、その外周面に沿
   って前記アウタカバー（５）の他端側配置のコイルバネ
   を始端側からねじ込む形状に打ち出した外面打ち出し部
   （９”）が設けられた第２サポート（７”）と、 前記アウタカバー（５）両端配置のコイルバネであっ
   て、前記一端側の内面打ち出し部（８’）と外面打ち出
   し部（９’）に両端部をねじ込み状態で固定されアウタ
   カバー（５）とサポート（７’）間に介装された第１円
   錐コイルバネ（６’）および前記他端側の内面打ち出し
   部（８" ）と外面打ち出し部（９”）に両端部をねじ込
   み状態で固定されアウタカバー（５）とサポート
   （７”）間に介装された第２円錐コイルバネ（６”）
   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。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の自動車
   排気系用フレキシブルチューブにおいて、 前記内面打ち出し部（８，８’，８”）および外面打ち
   出し部（９，９’，９”）が前記円錐コイルバネ（６，
   ６’，６”）の線材終端を挿入可能な断面略Ｕ字状に形
   成され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】 請求項３記載の自動車排気系用フレキシ
   ブルチューブにおいて、前記内面打ち出し部（８，
   ８’，８”）および外面打ち出し部（９，９’，９”）
   が前記円錐コイルバネ（６，６’，６”）の線材終端を
   挿入可能な断面略Ｕ字状に形成されているのに代え、ビ
   ードが円錐コイルバネ（６，６’，６”）の端部を適宜
   長さ螺合させる雄ねじ状または雌ねじ状に形成されてい
   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に記載の自動車
   排気系用フレキシブルチューブにおいて、前記内面打ち
   出し部（８，８’，８”）および外面打ち出し部（９，
   ９’，９”）の前記円錐コイルバネ（６，６’，６”）
   のねじ込み方向終端に止め部（１０）が設けられている
   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。