(57)【要約】【課題】内燃機関の多重管構造の排気管において、外管の内側に配される内管の振動を抑制し、該振動に起因する騒音を低減させるための技術を提案する。【解決手段】内部で排気を通過させる内管１と、前記内管１を覆う外管２とから構成される内燃機関の排気管構造であって、前記内管１は、複数の板材１ａ・１ｂを積層して構成される多重構造とする。また、前記複数の板材１ａ・１ｂを重ねた状態の板厚は、前記外管２の板厚よりも薄く構成されることとし、内管１の熱容量を低い値に維持し、エミッション性能を維持することができるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で排気を通過させる内管と、前記内管を覆う外管とから構成される内燃機関の排気管構造であって、
前記内管は、複数の板材を積層して構成される多重構造とする、内燃機関の排気管構造。
【請求項２】
前記内管は、複数の板材を重ね合わせた状態でプレス成形することで成形される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の排気管構造。
【請求項３】
前記プレス成形は、液圧成形法にて実施される、ことを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気管構造。
【請求項４】
前記複数の板材を重ねた状態の板厚は、前記外管の板厚よりも薄く構成される、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の内燃機関の排気管構造に関するものであり、より詳しくは、多重管構造の排気管において、内管の振動に起因する騒音の低減を図る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の内燃機関の排気管構造において、エキゾーストマニホールドや排気管を、内管、断熱管、外管の三重等の多重構造により構成する技術は周知となっており、この多重構造について開示する文献も存在する（例えば、特許文献１参照。）。
この多重構造においては、内管の薄板化を図ることにより、内管の熱容量を下げ、排気ガスの温度低下を防ぎ、触媒を早期に活性化させ、エンジンスタート時のエミッション性能（排気ガスの浄化性能）の改善が可能となる。
また、特許文献１では、エキゾーストマニホールドや排気管を、内管、断熱管、外管からなる三重構造とし、内管と断熱管との間、断熱管と外管との間に、それぞれ断熱空気層を形成し、外部へ逃げる排気ガスの熱量を低減させ、排気ガス浄化触媒による浄化効果を向上させることとする技術について開示している。
【特許文献１】特開２００３−１７２１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年では、環境対策の観点から、前記エミッション性能の更なる改善が求められており、前記内管の更なる薄肉化が要求されている。
しかし、内管が薄板化されると、材料自体の剛性が低下するため、板厚の厚い内管と比べると、排気の脈動流に起因する振動は大きくなってしまい、当該振動が起因となって騒音が大きくなるという問題があった。
この騒音の問題は、特に高い静粛性を求められる自動車等においては重要な問題となるのである。
【０００４】
そこで、本発明は、内燃機関の多重管構造の排気管において、外管の内側に配される内管の振動を抑制し、該振動に起因する騒音を低減させるための技術を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１に記載のごとく、内部で排気を通過させる内管と、前記内管を覆う外管とから構成される内燃機関の排気管構造であって、前記内管は、複数の板材を積層して構成される多重構造とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載のごとく、前記内管は、複数の板材を重ね合わせた状態でプレス成形することで成形されることとするものである。
【０００８】
また、請求項３に記載のごとく、前記プレス成形は、液圧成形法にて実施されることとするものである。
【０００９】
また、請求項４に記載のごとく、前記複数の板材を重ねた状態の板厚は、前記外管の板厚よりも薄く構成されるものとする。
【発明の効果】
【００１０】
以上の請求項１に記載の発明では、内管を多重構造とすることによれば、内管を構成する各板材は、互いに振動を減衰させ合うことになり、内管全体としては、一枚の板材で構成される場合と比較して、振動が減衰されることになり、該振動に起因して発生する騒音を低減することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明では、複数の板材を同時に成形することが可能であり、プレスの稼動費や、労務費を従来と略同値のまま維持することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、被成形物の表面に均一に液体圧力を作用させて塑性変形を行うことができるため、複雑形状の成形が可能とされ、また、成形シワや、割れといった不良も少ないものとすることができる。
また、前記内管が複雑形状となる場合であっても、この液圧成形法を採用することにより、各板材の形状を略同一とすることができるため、各板材の固有振動数を略同一とすることが可能となり、上述した振動の減衰の効果を確実に得ることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明では、複数の板材を重ねた状態における板厚を薄く設定することにより、内管の熱容量を低い値に維持し、エミッション性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、図１に示すごとく、内部で排気を通過させる内管１と、前記内管１を覆う外管２とから構成される内燃機関の排気管構造であって、前記内管１は、複数の板材１ａ・１ｂを積層して構成される多重構造とするものである。本実施例では、前記内管１は、二枚の板材１ａ・１ｂが積層されて、二重構造の内管１が構成されるものとしている。
【００１５】
そして、このように、内管１を多重構造とすることによれば、内管１を構成する各板材１ａ・１ｂは、互いに振動を減衰させ合うことになり、内管１全体としては、一枚の板材で構成される場合と比較して、振動が減衰されることになり、該振動に起因して発生する騒音を低減することができる。
【００１６】
また、内管１を多重構造とすることで、内管１の剛性が向上することから、この剛性の向上による騒音の低減が図られる。
【００１７】
また、内管１を多重構造とすることで、内管１の内部から外部へ伝達される熱伝達量は低減され、内管１の外側表面の温度低下が図られる。これは、多重構造とする場合では、各板材の間に微小な隙間が形成され、この隙間の存在によって熱の伝達効率が低減することに基づくものであり、同一形状の部材を一枚の板材で構成する場合と比較して、内管１の外側表面（板材１ｂの外側面）の温度は低下されることになる。
また、内管１を流れる排気は、略３００℃〜略５５０℃にまで到達するものであり、内管１の外側表面の温度も高温となるため、従来、インシュレータ等によって配管（外管２）の回りを覆い、配管の周囲に配置される部品、装置類を保護することとしていたが、以上に述べたように、内管１の外側表面の温度を低下させることが可能となるので、前記インシュレータの薄肉化や、外管２の薄肉化を図ることもできるようになる。また、これに伴う、車両重量の軽量化を図ることも可能となる。また、コスト削減を図ることもできる。
【００１８】
以上の構成は、例えば、図１に示すごとく、エンジンのシリンダブロック５に取り付けられるエキゾーストマニホールド６に適用可能である。また、直線状の部位や、湾曲した部位においても適用可能である。
【００１９】
また、この二重構造の内管１は、例えば、図２に示すごとく、二枚の平らな板材１ａ・１ｂを重ね合わせた状態で、プレス成形にて断面視円弧形状をなす半割形状を二つ並べた中間成形体１Ａを形成し、該半割形状の接合部１ｃで折り曲げるようにして、前記中間成形体１Ａから断面視円形の内管１を形成することにより製造されるものとする。
そして、内管１の形成後、半割形状の外管部材２ａ・２ｂを内管１の両側から覆い、図３に示すごとく、外管部材２ａ・２ｂの接合部の溶接４・４を行うことで配管３が構成されるものとする。
尚、図２における中間成形体１Ａについては、半割形状としたが、この形態に限定されるものではなく、三つ、四つといったより多くの断面視円弧形状をなす円弧部材を構成し、各円弧部材の接合部を折り曲げるようにして断面視円形の内管１を構成することとしてもよい。また、分割された断面視円弧形状をなす円弧部材を、互いにかしめて接合すること等により、断面視円形の内管１を構成することとしてもよい。
【００２０】
このように、前記内管１は、平らな板材１ａ・１ｂを重ねた状態で、プレス成形にて所定の形状に成形され、多重構造が構成されることとすれば、複数の板材１ａ・１ｂを同時に成形することが可能であり、プレスの稼動費や、労務費を従来と略同値のまま維持することができる。
【００２１】
また、前記プレス成形は、液圧成形法にて実施されることとする。
この液圧成形法は、液体の圧力を利用して板状の被成形物を成形する方法であり、一般的なものとして、板状の被成形物の一方の面に水や油等の液体により圧力を作用させ、被成形物の他方の面を所定の形状の金型等に沿って塑性変形させる、あるいは、筒状の被成形物の内周面に液体により圧力を作用させ、被成形物の外周面を所定の形状の金型等に沿って塑性変形させるものが知られている。
【００２２】
そして、この液圧成形方法によれば、被成形物の表面に均一に液体圧力を作用させて塑性変形を行うことができるため、複雑形状の成形が可能とされ、また、成形シワや、割れといった不良も少ないものとすることができる。
また、前記内管１が複雑形状となる場合であっても、この液圧成形法を採用することにより、各板材１ａ・１ｂの形状を略同一とすることができるため、各板材１ａ・１ｂの固有振動数を略同一とすることが可能となり、上述した振動の減衰の効果を確実に得ることができる。
【００２３】
また、図４に示すごとく、前記板材１ａ・１ｂの各板厚Ｔａ・Ｔｂは、それぞれ、所定の厚さに設定され、前記内管１の熱容量は、所定の値に設定されるものとしている。
また、前記複数の板材１ａ・１ｂを重ねた状態の板厚Ｔｃは、前記外管２の板厚Ｔｄよりも薄く構成されることとし、内管１の熱容量を低い値に維持し、エミッション性能を維持することができるようにしている。
【００２４】
ここで、前記板材１ａ・１ｂの板厚Ｔａ・Ｔｂを、例えば、略０．２ｍｍから略０．５ｍｍの間の厚さに設定することによれば、内管１の熱容量を従来と同等、または、これよりも低い値に設定することができ、エミッション性能を維持、又は、更なる向上を図りつつ、振動、騒音の低減を図ることができる。
【００２５】
例えば、本発明の構造を採用するにあたり、従来のエミッション性能を維持したい場合には、前記板材１ａ・１ｂの板厚Ｔａ・Ｔｂの合計の厚さＴｃを、従来の一重構造における場合の内管１の肉厚と略同一とすることによれば、熱容量を略同一とすることができ、従来と同等のエミッション性能を得ることができる。また、この場合、内管１の剛性を向上させることができるので、振動、騒音の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかる排気管構造を採用したエキゾーストマニホールドの構成について示す断面図。
【図２】内管の製造工程について段階的に示す図。
【図３】本発明にかかる排気管構造を採用した配管の断面図。
【図４】内管を構成する板材の板厚について示す断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１      内管
１ａ・１ｂ  板材
２      外管
３      配管
４      溶接
５      シリンダブロック
６      エキゾーストマニホールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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