JPH11223125A - 排気管用フレキシブルチューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素材となる内層板や外層板の板厚を薄くして
も、容易に気抜き孔の設定ができると共に安定した高い
気抜き効果が得られる多層ベローズを備えた排気管用フ
レキシブルチューブを提供すること。 【解決手段】 内層板１１と外層板１２を素材とし、両
端部に連結される排気管６，７の相対変位を入力に従う
変形により吸収するべく山部１ａと谷部１ｂを交互に連
続させた構成のベローズ１を備えた排気管用フレキシブ
ルチューブにおいて、ベローズ１を、交互に連続する山
部１ａと谷部１ｂの途中位置に直管状のストレート部１
０２が設けられた構成とし、ストレート部１０２の外層
板１２に気抜き孔２を設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内層板と外層板を
含む多層板を素材とし、両端部に連結される排気管の相
対変位を入力に従う変形により吸収するべく山部と谷部
を交互に連続させた多層ベローズを備えた排気管用フレ
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、排気管用フレキシブルチューブの
ベローズとしては、図３に示すように、山部と谷部を交
互に連続させた連続凹凸部と、その両端部の排気管接続
部により構成されたものが最も一般的に知られている。

【０００３】このベローズを、内層板と外層板との２層
板を素材として成形したものにあっては、自動車の排気
系に装着しての使用時、高温の排気ガス熱により高温に
なり、内層板と外層板との間に残留している空気や油水
が熱膨張し、この熱膨張を原因としてベローズが変形
し、変位吸収機能が低下する現象が発生するため、図４
に示すように、排気管接続部の位置（図３のＢ位置）と
連続凹凸部のほぼ中央位置（図３のＣ位置）との外層板
に３箇所の気抜き孔が設定される。

【０００４】ここで、図４(イ) に示す排気管接続部の位
置の気抜き孔は、パイプ素材の内側に圧力を加えてパイ
プ素材を部分膨出させるバルジ加工前のパイプ素材成形
時に予め孔が開けられている。一方、図４(ロ) に示す連
続凹凸部のほぼ中央の山頂より少し下の位置の気抜き孔
は、バルジ成形後、部分的にアセチレンガス等のガス炎
を当てて溶かすことにより開けられている。

【０００５】また、気抜き孔が設けられた排気管用フレ
キシブルチューブの２層ベローズとしては、実開昭６０
−３４５１７号公報に記載のものが知られている。

【０００６】この公報には、図５に示すように、ベロー
ズを構成する山部の山頂位置と谷部の谷底位置にそれぞ
れ気抜き孔が設けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３及
び図４に示す排気管用フレキシブルチューブのベローズ
にあっては、下記に列挙する問題がある。

【０００８】(1) 例えば、板厚が０．３ｍｍの内層板と
外層板を素材するベローズの場合は、図３に示すよう
に、３箇所の気抜き孔の設定でベローズの変形を防止す
る気抜き機能が発揮されるが、素材となる内層板と外層
板の板厚を０．２ｍｍに変更したベローズの場合は、板
厚が薄くなった分、耐圧性が低くなり、空気や油水がわ
ずかでも熱膨張すると内圧の上昇でベローズの変形がみ
られる。つまり、３箇所の気抜き孔の設定では気抜き不
足となり、例えば、ベローズの４山に１箇所というよう
に、もっと多くの気抜き孔の設定が必要となる。

【０００９】(2) 図４(ロ) に示す山部の気抜き孔は、バ
ルジ成形後、部分的にガス炎を当てて溶かすことにより
開けられているため、板厚が０．３ｍｍ→０．２ｍｍと
いうように薄くなるとベローズの製品不良率が高くなる
し、気抜き孔の設定数を増やすことによってもさらに製
品不良率が高くなる。つまり、板厚が薄いと熱を少しで
もかけ過ぎると内層板まで孔が貫通してしまうことがあ
るし、また、ガス炎による加熱で残留応力が発生した場
合、応力が孔の周囲部分に集中し、板厚が薄く低強度で
ある外層板に大きなクラックが入ることがある。

【００１０】また、図５に示す排気管用フレキシブルチ
ューブのベローズにあっては、下記に列挙する問題があ
る。

【００１１】(1) ２層ベローズの場合、例えば、伸び変
形すると変形に伴って山頂位置と谷底位置の内外層板が
強く密着するというように、ベローズのなかでは内外層
板の密着度が最も高い山頂位置と谷底位置に気抜き孔が
設定されているため、気抜き孔が内層板により塞がれて
しまい、多くの気抜き孔を設定しても十分で安定した気
抜き効果を望めない。つまり、確実な気抜き効果を得る
ためには、図５に示すように、各山の全てや各谷の全て
に気抜き孔を設定する必要がある。

【００１２】(2) 山頂位置と谷底位置に気抜き孔を設定
するにあたって、バルジ加工前のパイプ素材成形時に予
め孔を開けておくと、バルジ加工時の塑性変形に伴う応
力集中により気抜き孔からクラックが入るし、また、ベ
ローズ成形後にガス炎により孔開けを行なうと、設定数
が多い分、製品不良率が高くなり、さらに、板厚を薄く
すると製品不良率はますます上昇する。つまり、図５に
示すようなベローズを製造することは、現状の製造技術
では事実上、不可能である。

【００１３】本発明が解決しようとする課題は、素材と
なる内層板や外層板の板厚を薄くしても、容易に気抜き
孔の設定ができると共に安定した高い気抜き効果が得ら
れる多層ベローズを備えた排気管用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
の解決手段１（請求項１）は、内層板と外層板を含む多
層板を素材とし、両端部に連結される排気管の相対変位
を入力に従う変形により吸収するべく山部と谷部を交互
に連続させた構成のベローズを備えた排気管用フレキシ
ブルチューブにおいて、前記ベローズを、交互に連続す
る山部と谷部の途中位置に直管状のストレート部が設け
られた構成とし、前記ストレート部の少なくとも外層板
に気抜き孔を設定したことを特徴とする。

【００１５】（解決手段２）上記課題の解決手段２（請
求項２）は、請求項１記載の排気管用フレキシブルチュ
ーブにおいて、前記気抜き孔を、パイプ素材の内側に圧
力を加えてパイプ素材を部分膨出させるバルジ加工前の
パイプ素材成形段階にて外層板の設定位置に予め孔を開
けておくことにより、ベローズのストレート部の位置に
設定したことを特徴とする。

【００１６】（解決手段３）上記課題の解決手段３（請
求項３）は、請求項１または請求項２記載の排気管用フ
レキシブルチューブにおいて、前記ベローズを、それぞ
れ厚み０．２ｍｍ程度の内層板と外層板を素材とし、４
つの山部と３つの谷部による３箇所の単位凹凸部と、隣
接する単位凹凸部の間に設けた２箇所のストレート部
と、両端部の排気管接続部により構成し、前記気抜き孔
を、直管状である排気管接続部とストレート部との４箇
所に設定したことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）実施の形態１は
請求項１，２，３に記載の発明に対応する排気管用フレ
キシブルチューブである。

【００１８】まず、構成を説明する。

【００１９】図１は実施の形態１の排気管用フレキシブ
ルチューブのベローズを示す半断面図、図２は実施の形
態１の排気管用フレキシブルチューブを排気管に取り付
けた状態を示す半断面図である。

【００２０】図１，２において、１はベローズ、１ａは
山部、１ｂは谷部、１１は内層板、１２は外層板、１０
１は単位凹凸部、１０２はストレート部、１０３は排気
管接続部、２は気抜き孔、３はアウタブレード、４，５
はカラー、６，７は排気管である。

【００２１】排気管用フレキシブルチューブは、図２に
示すように、両端部に連結される排気管６，７の相対変
位を入力に従う変形により吸収するべく山部１ａと谷部
１ｂを交互に連続させた構成のベローズ１と、細い金属
線を素材として織り込まれ、ベローズ１を飛び石等から
保護すると共にベローズ１の伸び変位量に規制を与える
アウタブレード３とによって構成され、排気管６，７に
対しては、ベローズ１の両端部にアウタブレード３を絞
って重ね合わせ、重ね合わせ部分をカラー４，５で覆
い、溶接により固定される。

【００２２】前記ベローズ１は、内層板１１と外層板１
２との２層板を素材とし、交互に連続する山部１ａと谷
部１ｂの途中位置に直管状のストレート部１０２が設け
られた構成であり、ストレート部１０２の外層板１２に
は気抜き孔２が設定されている。より具体的に述べる
と、ベローズ１は、それぞれの厚みが０．２ｍｍの内層
板１１と外層板１２を素材とし、４つの山部１ａと３つ
の谷部１ｂによる３箇所の単位凹凸部１０１，１０１，
１０１と、隣接する単位凹凸部１０１，１０１の間に設
けた２箇所のストレート部１０２，１０２と、ベローズ
両端部の排気管接続部１０３，１０３により構成され、
気抜き孔２は、直管状である排気管接続部１０３，１０
３とストレート部１０２、１０２との４箇所のほぼ中央
部に設定されている。

【００２３】前記気抜き孔２は、パイプ素材の内側に圧
力（液圧やウレタンゴム等）を加えてパイプ素材を部分
膨出させるバルジ加工前に２層パイプとする成形段階に
て、外層板１２の４箇所の位置に予め孔開けを行なうこ
とにより、成形後、ベローズ１のストレート部１０２及
び排気管接続部１０３の位置に設定される。

【００２４】次に、作用を説明する。

【００２５】［ベローズ製造時］ベローズ１を製造する
にあたっては、まず、造管ベンディング機を用い、コイ
ル状に巻き取られた２つの板材を重ねて送り出し、これ
をベンディングにより徐々にパイプ断面に近づくように
成形し、円形のパイプ断面形状まで成形されたら板材の
突き合わせ端面同士を連続的に溶接して２層パイプと
し、これを所定の長さに切断することでベローズ素材が
成形される。このパイプ成形工程では、２つの板材を重
ねる前の段階で、外層板となる板材に、気抜き孔２とな
る孔を予め開ける孔開け加工が行なわれる。

【００２６】この２層パイプによるベローズ素材を、液
圧バルジ加工機の成形型に設定し、２層パイプの内側に
高圧の液圧を加え、山部１ａとなる部分を液圧力により
膨出させるバルジ加工を行なうことでベローズ１が製造
される。

【００２７】すなわち、ベローズ１に気抜き孔２を設定
するにあたって、従来のように、バルジ加工の後、ガス
炎を部分的に当てて溶かすことによる孔開け加工が不要
となり、素材となる内層板１１や外層板１２の板厚を
０．２ｍｍというように薄くしても、パイプ素材成形工
程で予め行なわれる孔開けにより容易に必要数の気抜き
孔２の設定ができる。

【００２８】これは、気抜き孔２を直管状である排気管
接続部１０３，１０３とストレート部１０２，１０２と
の４箇所に設定するようにしたため、バルジ加工時に直
管長さの範囲内における孔の位置ズレが許容されるし、
また、バルジ加工により内側からの加圧があっても直管
部の変形量はごくわずかであり、凹凸部に気抜き孔を設
定する場合のように大きな変形に伴う応力により孔周囲
にクラックが発生することがないことによる。

【００２９】［使用時の気抜き作用］自動車の排気系に
図２に示すようにフレキシブルチューブを装着しての使
用時には、ベローズ１の内部をエンジンからの排気ガス
が流れ、ベローズ１が排気ガス熱により高温となり、内
層板１１と外層板１２との間の空気や油水が熱膨張する
が、熱膨張した空気等は内外層板１１，１２の隙間を移
動し、４箇所の気抜き孔２から外部に放出される。

【００３０】そして、ベローズ１が排気管６，７の相対
変位を吸収するべく変位入力に従って変形しても、気抜
き孔２が直管状であるストレート部１０２，１０２に設
定されているため、従来の山頂部や谷底部に気抜き孔を
設定する場合のような気抜き孔と内層板との密着がな
く、変形があっても内外層板１１，１２の隙間が確保さ
れ、安定した高い気抜き作用を示す。

【００３１】次に、効果を説明する。

【００３２】ベローズ１を、内層板１１と外層板１２と
の２層板を素材とし、交互に連続する山部１ａと谷部１
ｂの途中位置に直管状のストレート部１０２を設けた構
成とし、ストレート部１０２の外層板１２に気抜き孔２
を設定したため、素材となる内層板１１や外層板１２の
板厚を０．２ｍｍと薄くしても、ベローズ成形前の孔開
けにより容易に気抜き孔２の設定ができると共に、変形
があっても内外層板１１，１２の隙間が確保される直管
状のストレート部１０２に気抜き孔２を設定したことで
安定した高い気抜き効果が得られる２層のベローズ１を
備えた排気管用フレキシブルチューブを提供することが
できる。

【００３３】すなわち、素材となる内層板１１や外層板
１２の板厚をベローズ変形性を高めるために０．３ｍｍ
から０．２ｍｍに薄く変更した場合、０．３ｍｍの板厚
を持つベローズと同じく３箇所に気抜き孔を設定した場
合（図３及び図４）、気抜き不足となる。そこで、成形
後加工による山部の気抜き孔の設定数を増やすと板厚の
薄さと設定数増大により製品不良率が高くなる。また、
山頂部や谷底部に気抜き孔を設定すると安定した気抜き
効果が得られない。これら製造上の問題や気抜き機能の
問題を一挙に解決したものである。

【００３４】（その他の実施の形態）実施の形態１で
は、内層板と外層板を素材とする２層ベローズの例を示
したが、内層板と中層板と外層板を素材とする３層ベロ
ーズ等のように、多層ベローズであれば適用でき、３層
以上のベローズの場合、中層板にも気抜き孔を設定して
おく。

【００３５】実施の形態１では、内層板と外層板の厚み
が０．２ｍｍの例を示したが、板厚の設定は０．２ｍｍ
以外の厚みにするのも自由であるし、実施の形態１で
は、４つの山部と３つの谷部による３箇所の単位凹凸部
の間に２箇所のストレート部を設けた例を示したが、単
位凹凸部の山谷数の設定は板厚の設定に応じて設定すれ
ば良いし、また、ストレート部の設定箇所数の１箇所や
３箇所というように設定しても良い。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明にあっては、内層板
と外層板を含む多層板を素材とし、両端部に連結される
排気管の相対変位を入力に従う変形により吸収するべく
山部と谷部を交互に連続させた構成のベローズを備えた
排気管用フレキシブルチューブにおいて、ベローズを、
交互に連続する山部と谷部の途中位置に直管状のストレ
ート部が設けられた構成とし、ストレート部の少なくと
も外層板に気抜き孔を設定したため、素材となる内層板
や外層板の板厚を薄くしても、容易に気抜き孔の設定が
できると共に安定した高い気抜き効果が得られる多層ベ
ローズを備えた排気管用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。

【００３７】請求項２記載の発明にあっては、請求項１
記載の排気管用フレキシブルチューブにおいて、気抜き
孔を、パイプ素材の内側に圧力を加えてパイプ素材を部
分膨出させるバルジ加工前のパイプ素材成形段階にて外
層板の設定位置に予め孔を開けておくことにより、ベロ
ーズのストレート部の位置に設定したため、請求項１記
載の発明の効果に加え、内層板や外層板の板厚が薄い場
合、製造工数を増大させることなく、しかも、製品不良
率が最小限に抑えられるパイプ素材成形段階の孔開けに
より気抜き孔の設定を行なうことができる。

【００３８】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記載の排気管用フレキシブルチューブに
おいて、ベローズを、それぞれ厚み０．２ｍｍ程度の内
層板と外層板を素材とし、４つの山部と３つの谷部によ
る３箇所の単位凹凸部と、隣接する単位凹凸部の間に設
けた２箇所のストレート部と、両端部の排気管接続部に
より構成し、気抜き孔を、直管状である排気管接続部と
ストレート部との４箇所に設定したため、請求項１また
は請求項２記載の発明の効果に加え、気抜き不足になる
ことがなく、柔軟で高い変位吸収機能を持つ２層ベロー
ズを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の排気管用フレキシブルチューブ
のベローズを示す半断面図である。

【図２】実施の形態１の排気管用フレキシブルチューブ
を排気管に取り付けた状態を示す半断面図である。

【図３】従来の排気管用フレキシブルチューブで用いら
れるベローズを示す正面図である。

【図４】従来の排気管用フレキシブルチューブで用いら
れるベローズに開けられた気抜き孔を示す拡大断面図で
ある。

【図５】従来の排気管用フレキシブルチューブを排気管
に取り付けた状態を示す半断面図である。

【符号の説明】

１ ベローズ １ａ 山部 １ｂ 谷部 １１ 内層板 １２ 外層板 １０１ 単位凹凸部 １０２ ストレート部 １０３ 排気管接続部 ２ 気抜き孔 ３ アウタブレード ４，５ カラー ６，７ 排気管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内層板(11)と外層板(12)を含む多層板を
   素材とし、両端部に連結される排気管(6),(7) の相対変
   位を入力に従う変形により吸収するべく山部(1a)と谷部
   (1b)を交互に連続させた構成のベローズ(1) を備えた排
   気管用フレキシブルチューブにおいて、 前記ベローズ(1) を、交互に連続する山部(1a)と谷部(1
   b)の途中位置に直管状のストレート部(102) が設けられ
   た構成とし、 前記ストレート部(102) の少なくとも外層板(12)に気抜
   き孔(2) を設定したことを特徴とする排気管用フレキシ
   ブルチューブ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の排気管用フレキシブルチ
   ューブにおいて、 前記気抜き孔(2) を、パイプ素材の内側に圧力を加えて
   パイプ素材を部分膨出させるバルジ加工前のパイプ素材
   成形段階にて外層板(12)の設定位置に予め孔を開けてお
   くことにより、ベローズ(1) のストレート部(102) の位
   置に設定したことを特徴とする排気管用フレキシブルチ
   ューブ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の排気管用
   フレキシブルチューブにおいて、 前記ベローズ(1) を、それぞれ厚み０．２ｍｍ程度の内
   層板(11)と外層板(12)を素材とし、４つの山部(1a)と３
   つの谷部(1b)による３箇所の単位凹凸部(101)と、隣接
   する単位凹凸部(101) の間に設けた２箇所のストレート
   部(102) と、両端部の排気管接続部(103) により構成
   し、 前記気抜き孔(2) を、直管状である排気管接続部(103)
   とストレート部(102)との４箇所に設定したことを特徴
   とする排気管用フレキシブルチューブ。