JP3853903B2 - 自動車排気系用フレキシブルチューブ - Google Patents
自動車排気系用フレキシブルチューブ Download PDFInfo
- Publication number
- JP3853903B2 JP3853903B2 JP06474397A JP6474397A JP3853903B2 JP 3853903 B2 JP3853903 B2 JP 3853903B2 JP 06474397 A JP06474397 A JP 06474397A JP 6474397 A JP6474397 A JP 6474397A JP 3853903 B2 JP3853903 B2 JP 3853903B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bellows
- outer cover
- coil spring
- spring
- protector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
- F16L27/12—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement
- F16L27/127—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement with means for locking the longitudinal adjustment or movement in the final mounted position
- F16L27/1275—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement with means for locking the longitudinal adjustment or movement in the final mounted position by means of at least an external threaded bolt
- F16L27/12751—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement with means for locking the longitudinal adjustment or movement in the final mounted position by means of at least an external threaded bolt the threaded bolt extending longitudinally
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
- F16L27/12—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Joints Allowing Movement (AREA)
Description
【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、ベローズの両端外周にそれぞれ配置されるバネ支管と、両バネ支管の間に架設されるバネ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複数介装された圧縮スプリングとを備えた構成である。
【0006】
(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16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。
【0007】
【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。
【0008】
(1) 図13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。
【0009】
(2) 図14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、バネ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バネ材に泥等が付着した場合、バネ特性が変化し、所望の変位吸収性が得られなくなる。
【0010】
(3) 図15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】
(4) 図16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、すなわち、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】
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11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。
【0014】
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と共にユニットの耐久信頼性を向上させた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。
【0015】
【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ー(10)と、前記ベローズの他端部に接続されたプロテクタと、前記アウタカバーの自由端部とプロテクタとの間に介装され、バネ両端部をアウタカバーとプロテクタにそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させたコイルバネと、を備え、前記コイルバネ両端部のアウタカバーとプロテクタに対する複数固定結合部のうち、少なくともコイルバネにおける有効バネ部に近い固定結合部をそれぞれカシメ固定としたことを特徴とする。
【0016】
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コイルバネとの両方に作用する。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
アウタカバーの外径がフレキシブルチューブの最大径部分となるため、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。
【0022】
少なくともコイルバネの両端固定結合部のうち、有効バネ部に近い固定結合部がそれぞれカシメ固定されることで、溶接による固定結合方法に比べ、母材強度低下が防止されると共に、溶接熱によるバネ特性の変化や、バネ溌度低下が防止され、かつ、その他の無効バネ部における結合固定部に作用する応力が低減されるため、安価な溶接によっても固定強度を確保することができ、これにより低コストでかつユニットの耐久信頼性が向上される。
【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、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、バネ両端部をアウタカバーと第1プロテクタにそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させた第1コイルバネと、前記アウタ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、バネ両端部をアウタカバーと第2プロテクタにそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させた第2コイルバネと、を備え、前記第1,第2コイルバネ両端部のアウタカバーとプロテクタに対する複数固定結合部のうち、少なくとも第1,第2コイルバネにおける有効バネ部に近い固定結合部をそれぞれカシメ固定としたことを特徴とする。
【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全体断面図である。
【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インナカバー、8”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の外周を覆う筒状に形成されていて、中央部で縦2分割された第1カバー51と第2カバー52とを溶接により一体化して構成されている。そして、第1カバー51と第2カバー52の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5a”が形成されている。
【0035】
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。
【0036】
そして、前記第1・2カバー側バネ固定部5a’,5a”には端部をわずかに軸方向に屈曲させた屈曲部53’,53”が形成され、また、前記第1・第2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た屈曲部70’,70”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、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’の屈曲部53’,70’に径方向移動が阻止された状態で固定結合され、また、第2コイルバネ6”は、第2カバー側バネ固定部5a”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”の屈曲部53”,70”にそれぞれ係止させることにより、径方向移動が阻止された状態で固定結合されている。
【0038】
図2は第2カバー側バネ固定部5a”に対する第2コイルバネ6”の固定結合部の詳細を示す断面図(図1のII-II 線における断面図)である。
【0039】
この図に示すように、前記第2コイルバネ6”の外側端部は、第2カバー側バネ固定部5a”に対し無効ばね部が円周方向4箇所の固定結合部a〜dにおいて固定結合されていて、そのうち、有効バネ部(図4参照)に近い第4固定結合部dは、屈曲部53”の先端部を所定幅さらに延長させたカシメ片53aを内側に折り曲げ加工することによりカシメ固定され、その他の第1〜3固定結合部a〜cは溶接により固定されている。
【0040】
図3は第1カバー側バネ固定部5a’に対する第1コイルバネ6’の固定結合部の詳細を示す断面図(図1のIII-III 線における断面図)である。
【0041】
この図に示すように、前記第1コイルバネ6’の外側端部は第1カバー側バネ固定部5a’に対し無効ばね部が円周方向4箇所の固定結合部e〜hにおいて固定結合されていて、そのうち、有効バネ部(図4参照)に近い第4固定結合部hは、屈曲部70’の先端部を所定幅さらに延長させたカシメ片70aを内側に折り曲げ加工することによりカシメ固定され、その他の第1〜3固定結合部e〜gは溶接により固定されている。
【0042】
なお、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’に対する第1コイルバネ6’の固定結合部構造は、前記第2コイルバネ6”における固定結合構造と同様であるため、同様の構成部分には同一の符号をつけてその説明を省略する。
【0043】
前記第1インナカバー8’と第2インナカバー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つのインナカバー8’,8”にて覆う筒状に形成されている。
【0044】
図5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。
【0045】
図5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。
【0046】
次に、作用を説明する。
【0047】
[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6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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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ができる。
【0051】
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。
【0052】
[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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
[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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
[コイルバネ耐久性確保作用]
第1・第2コイルバネ6’,6”における有効バネ部に近い第4固定結合部d,hが、溶接によらずカシメ片53a,70aにより固定結合されているため、溶接による固定結合方法に比べ、母材強度低下が防止されると共に、溶接熱によるバネ特性の変化や、溶接によるバネ溌度低下が防止され、これにより、第1・第2コイルバネ6’,6”の耐久性が向上すると共に、その他の無効バネ部における結合固定部a〜c,e〜gに作用する応力が低減されるため、安価な溶接によっても固定強度を確保することができる。
【0062】
[ユニットの耐久性,信頼性向上作用]
エンジンや車体等から第1排気管1と第2排気管2に管軸方向または剪断方向に変位を与えるような荷重が入力された時の第1,第2コイルバネ6’,6”両端固定結合部の耐久性および信頼性確保作用について説明する。
【0063】
まず、変位荷重のうち管軸方向の荷重が作用した場合、カシメ片53a,70aにより、両固定結合部の軸方向移動が確実に阻止された状態となるため、軸方向荷重に対する固定結合部の固定信頼性が向上する。
【0064】
また、変位荷重のうち剪断方向の荷重が作用した場合、第1・第2コイルバネ6’,6”の両端結合部が屈曲部53’,53”、70’,70”で受け止められてその径方向移動が阻止されるため、固定結合部a〜d,e〜hに作用する応力が低減され、これにより、剪断方向応力に対する両固定結合部の固定耐久性および信頼性が向上する。
【0065】
次に、効果を説明する。
【0066】
(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。
【0067】
(2)第1・第2コイルバネ6’,6”における有効バネ部に近い第4固定結合部d,hをそれぞれカシメ固定としたことことで、溶接による固定結合方法に比べ、母材強度低下が防止されると共に、溶接熱によるバネ特性の変化や、溶接によるバネ溌度低下が防止され、かつ、その他の無効バネ部における結合固定部a〜c,e〜gに作用する応力が低減されるため、安価な溶接によっても固定強度を確保することができ、これにより低コストでかつユニットの耐久信頼性を向上させることができる。
【0068】
(実施の形態2)
まず、構成を説明する。
【0069】
図7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を示す全体断面図である。
【0070】
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、該アウタカバー5とプロテクタ7との間に介装された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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
次に、効果を説明する。
【0077】
実施の形態2にあっては、実施の形態1の(1)〜(2)の効果に、下記の効果が加えられる。
【0078】
(3)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。
【0079】
(実施の形態3)
まず、構成を説明する。
【0080】
図8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を示す全体断面図、図9は図8のIX−IX線における断面図、図10は図8のX−X線における断面図である。
【0081】
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7’,7”外径とほぼ一致し、他端側(外側)の巻き径がアウタカバー5内径とほぼ一致する円錐コイルバネ(図11参照)を使用した点で実施の形態1と異なる。
【0082】
このコイルバネ変更に伴いアウタカバー5は、2分割することのない一体の円筒材を用い、アウタカバー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、その端部をわずかに内側に屈曲させることにより形成し、また、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”とは、その端部をわずかに外側に屈曲させることにより形成している。
【0083】
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、同様の構成部分には同一の符号を付けて説明を省略する。
【0084】
次に、効果を説明する。
【0085】
実施の形態3にあっては、実施の形態1の(1),(2)の効果に、下記の効果が加えられる。
【0086】
(4)第1コイルバネ6’と第2コイルバネ6”とを、一端側の巻き径がプロテクタ7’,7”の外径とほぼ一致し、他端側の巻き径がアウタカバー5の内径とほぼ一致する円錐コイルバネとしたため、2分割のアウタカバー5を連結する溶接や深絞り加工によるバネ固定部5a’,5a”,7a’,7a”の形成を要さず、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。
【0087】
(実施の形態4)
まず、構成を説明する。
【0088】
図12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を示す全体断面図である。
【0089】
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、該アウタカバー5とプロテクタ7との間に介装された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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
次に、効果を説明する。
【0093】
実施の形態4にあっては、実施の形態1の(1),(2)の効果と、実施の形態3の(4)の効果に、下記の効果が加えられる。
【0094】
(5)前記実施の形態2の(3)と同様の効果、すなわち、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。
【0095】
(他の実施の形態)
実施の形態では、第1・第2コイルバネ6’,6”におけるカシメ片53a,70aでカシメ固定される第4固定結合部d,hの線材の断面も他の部分と同様に真円形としたが、第4固定結合部d,hの断面形状だけを真円形以外の形状、例えば楕円,矩形等に加工することにより、第4固定結合部d,hのカシメ強度を向上させることができる。
【0096】
また、実施形態では、第4固定結合部d,hだけをカシメ固定としたが、その他の固定結合部分も溶接に代えてカシメ固定するようにしてもよい。
【0097】
また、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カバーを設けるようにしても良い。
【0098】
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。
【0099】
【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、一端部がベローズの一端部に固定されたアウタカバーと、前記ベローズの他端部に接続されたプロテクタと、前記アウタカバーの自由端部とプロテクタとの間に介装され、バネ両端部をアウタカバーとプロテクタにそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させたコイルバネと、を備え、前記コイルバネ両端部のアウタカバーとプロテクタに対する複数固定結合部のうち、少なくともコイルバネにおける有効バネ部に近い固定結合部をそれぞれカシメ固定としたため、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と共にユニットの耐久信頼性を向上させることができるという効果が得られる。
【0100】
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、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、バネ両端部をアウタカバーと第1プロテクタにそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させた第1コイルバネと、前記アウタ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、バネ両端部をアウタカバーと第2プロテクタにそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させた第2コイルバネと、を備え、前記第1,第2コイルバネ両端部のアウタカバーとプロテクタに対する複数固定結合部のうち、少なくとも第1,第2コイルバネにおける有効バネ部に近い固定結合部をそれぞれカシメ固定としたため、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。
【0101】
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。
【0102】
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、2分割のアウタ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。
【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】図1のII-II 線における断面図である。
【図3】図1のIII-III 線における断面図である。
【図4】実施の形態1の自動車排気系用フレキシブルチューブに適用された円筒コイルバネの固定部を示す側面図である。
【図5】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6】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7】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8】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9】図8のXI-IX 線における断面図である。
【図10】図8のX−X線における断面図である。
【図11】実施の形態3の自動車排気系用フレキシブルチューブに適用された円錐コイルバネの固定部を示す側面図である。
【図12】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13】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14】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15】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16】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】
A2 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 コイルバネ
7 プロテクタ
Claims (4)
- 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、
一端部がアウタカバー(5)の一端部に固定され、他端部がベローズ(3)の一端部に固定された異径円筒状プロテクター(10)と、
前記ベローズ(3)の他端部に接続されたプロテクタ(7)と、
前記アウタカバー(5)の自由端部とプロテクタ(7)との間に介装され、バネ両端部をアウタカバー(5)とプロテクタ(7)にそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させたコイルバネ(6)と、
を備え、
前記コイルバネ(6)両端部のアウタカバー(5)とプロテクタ(7)に対する複数固定結合部のうち、少なくともコイルバネ(6)における有効バネ部に近い固定結合部をそれぞれカシメ固定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。 - 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、バネ両端部をアウタカバー(5)と第1プロテクタ(7')にそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させた第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、バネ両端部をアウタカバー(5)と第2プロテクタ(7")にそれぞれ円周方向複数箇所において固定結合させた第2コイルバネ(6")と、
を備え、前記第1,第2コイルバネ(6'),(6")両端部のアウタカバー(5)とプロテクタ(7'),(7")に対する複数固定結合部のうち、少なくとも第1,第2コイルバネ(6'),(6")における有効バネ部に近い固定結合部をそれぞれカシメ固定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。 - 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(6)または第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。
- 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(6)または第1コイルバネ(6')と第2コイルバネ(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コイル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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06474397A JP3853903B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 自動車排気系用フレキシブルチューブ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06474397A JP3853903B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 自動車排気系用フレキシブルチューブ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10259715A JPH10259715A (ja) | 1998-09-29 |
JP3853903B2 true JP3853903B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=13266949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06474397A Expired - Fee Related JP3853903B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 自動車排気系用フレキシブルチューブ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3853903B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9136781B2 (en) | 2013-03-28 | 2015-09-15 | Fanuc Corporation | Synchronous control unit for synchronizing two shafts with each other |
US10975743B1 (en) | 2020-03-13 | 2021-04-13 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Vehicle exhaust component |
US11199116B2 (en) | 2017-12-13 | 2021-12-14 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Acoustically tuned muffler |
US11268429B2 (en) | 2019-01-17 | 2022-03-08 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Diffusion surface alloyed metal exhaust component with inwardly turned edges |
US11268430B2 (en) | 2019-01-17 | 2022-03-08 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Diffusion surface alloyed metal exhaust component with welded edges |
US11365658B2 (en) | 2017-10-05 | 2022-06-21 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Acoustically tuned muffler |
US11702969B2 (en) | 2017-10-05 | 2023-07-18 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Acoustically tuned muffler |
-
1997
- 1997-03-18 JP JP06474397A patent/JP3853903B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9136781B2 (en) | 2013-03-28 | 2015-09-15 | Fanuc Corporation | Synchronous control unit for synchronizing two shafts with each other |
US11365658B2 (en) | 2017-10-05 | 2022-06-21 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Acoustically tuned muffler |
US11702969B2 (en) | 2017-10-05 | 2023-07-18 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Acoustically tuned muffler |
US11199116B2 (en) | 2017-12-13 | 2021-12-14 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Acoustically tuned muffler |
US11268429B2 (en) | 2019-01-17 | 2022-03-08 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Diffusion surface alloyed metal exhaust component with inwardly turned edges |
US11268430B2 (en) | 2019-01-17 | 2022-03-08 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Diffusion surface alloyed metal exhaust component with welded edges |
US10975743B1 (en) | 2020-03-13 | 2021-04-13 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Vehicle exhaust component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10259715A (ja) | 1998-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2517688C (en) | A flexible tube for an exhaust pipe of an automobile | |
KR100353123B1 (ko) | 자동차 배기관용 연결구 | |
JP3570814B2 (ja) | 可撓継手 | |
KR100294471B1 (ko) | 자동차배기관용플랙시블튜브 | |
JP3853903B2 (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
CA2479448C (en) | A flexible tube for an exhaust pipe of an automobile | |
US6047993A (en) | Arrangement for connection pipe pieces and method of making same | |
JP3853904B2 (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
JP3819521B2 (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
JP3853906B2 (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
JPH1122457A (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブおよびそれに使用するコイルバネの固定方法 | |
JP4104714B2 (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
JPH11210456A (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
JPH10259716A (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
JPH1122455A (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
JP2750456B2 (ja) | 金属製蛇腹管 | |
KR100492081B1 (ko) | 자동차 배기관용 플렉시블 튜브 | |
JPH11210455A (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
JP3841390B2 (ja) | 車両の排気管用フレキシブルパイプ | |
JP3967454B2 (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
JPH086584B2 (ja) | 自動車用排気管において管部分を運動可能に結合する装 置 | |
KR200240736Y1 (ko) | 자동차용 플렉시블 커플링 | |
JP3049050U (ja) | フレキシブルパイプ | |
JPH09317460A (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ | |
JPH10266841A (ja) | 自動車排気系用フレキシブルチューブ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20041102 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060523 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060608 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060907 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090915 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |