(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には、前記外管２の内側表面２ｕに向って突出され、前記外管２の内側表面２ｕに当接される当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄが設けられる構成とする。【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、
前記内管には、前記外管の内側表面に向って突出され、前記外管の内側表面に当接される当接部が設けられる、内燃機関の排気管構造。
【請求項２】
前記内管の屈曲部を構成する部位は、前記内管の外側、又は、内側に向って突出される構成とする、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】
前記内管及び前記当接部は、プレス成形にて成形される、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３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、排気管を二重構造とする技術は周知となっており、この二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。）。
この二重構造においては、内管の薄板化により、内管の熱容量を下げ、排気ガスの温度低下を防ぐことにより、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、二重構造において、内管に半径方向外側へ突出されるビード部を設けることにより、内管に生じる熱応力を低減させる技術について開示している。
【特許文献１】特開平７−３１７５４０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、内管の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。
尚、特許文献１においては、ビード部を設けた構成が開示されているが、このビード部と内管の振動や騒音の関連性については開示も示唆もされていない。
【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、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、前記内管には、前記外管の内側表面に向って突出され、前記外管の内側表面に当接される当接部が設けられる構成としている。
【０００７】
また、請求項２に記載のごとく、前記内管の屈曲部を構成する部位は、前記内管の外側、又は、内側に向って突出される構成としている。
【０００８】
また、請求項３に記載のごとく、前記内管及び前記当接部は、プレス成形にて成形されるものとしている。
【０００９】
また、請求項４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ものとしている。
【発明の効果】
【００１０】
以上の請求項１に記載の発明では、内管に当接部を設けることによれば、該内管は当接部を介して外管に対して拘束されるため、内管の振動を抑制することができ、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、突出された部位における面剛性を向上させることができ、この面剛性の向上により、内管の振動に起因する騒音の低減を図ることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、従来の内管を成形するためのプレス成形工数を維持することができ、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。
【００１３】
また、請求項４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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、図１及び図２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には、前記外管２の内側表面２ｕに向って突出され、前記外管２の内側表面２ｕに当接される当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄが設けられる構成としている。
【００１５】
このように、内管１に当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄを設けることによれば、内管１は当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄを介して外管２に対して拘束されるため（支持されるため（図６参照））、内管１の振動を抑制することができ、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。
また、前記当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄは、内管１の適宜箇所に形成されるものであるが、特に、振動が発生する部位に形成することにより、外管２に対する拘束を強めることが好適である。
【００１６】
また、当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄの機能により、内管１を拘束するためのワイヤメッシュ等の拘束部材が必要なくなり、部品製作コストを低く抑えることができる。
【００１７】
また、内管１に当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄが設けられることで、内管１を構成する板材には凹凸の部位が構成されることから、前記当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄを設けずに板材を平坦な面で構成する場合と比較して、内管１の面剛性（曲げやねじれに対する板材の剛性）を高めることができる。
この面剛性の向上により、内管１の振動に起因する騒音の低減を図ることができる。
【００１８】
また、この面剛性の向上の観点から、図１に示すごとく、前記内管１の屈曲部を構成する部位１ｒ・１ｓ・１ｔ・１ｕは、内管１の外側、又は、内側に向って突出される構成とし、当該部位１ｒ・１ｓ・１ｔ・１ｕの面剛性を向上させる構成としている。
図１の例では、シリンダブロック５に接続される枝管１Ａ・１Ａ・・・を主管１Ｂに合流される構成とするエキゾーストマニホールド６の内管１を構成しており、排気ガスが前記枝管１Ａ・１Ａ・・・から主管１Ｂに合流される部位１ｒ・１ｓ・１ｔ・１ｕは、内管１の外側、又は、内側に向って突出される構成とし、当該部位１ｒ・１ｓ・１ｔ・１ｕの面剛性を向上させる構成としている。
【００１９】
このような、シリンダブロック５から排出される排気ガスが、前記枝管１Ａ・１Ａ・・・から主管１Ｂに合流される部位１ｒ・１ｓ・１ｔ・１ｕにおいては、排気ガスが内管表面に対して垂直、もしくは、垂直に近い角度で吹きあてられるため、排気ガスから大きな圧力を受けて、特に、脈動流にて振動が発生することが懸念される。
このため、当該部位１ｒ・１ｓ・１ｔ・１ｕの面剛性を向上させることとし、これによれば、当該部位１ｒ・１ｓ・１ｔ・１ｕにおける内管１の振動を抑制することができる。
尚、部位１ｒについては、前記当接部１ｂにて構成されるものとし、外管２の内側表面２ｕに当接することで上述した振動防止にも寄与するものとしている。他の部位１ｓ・１ｔ・１ｕについては、内管１の内側に向って突出されることで、面剛性が向上されることとしている。
【００２０】
また、図１及び図２に示すごとく、前記当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄにつき、内管１を流れる排気は、略３００度〜略５５０度にまで到達するものであり、これに伴う内管１の温度上昇により、内管１は熱膨張することになるが、この熱膨張によって、前記当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄは、外管２の内側表面２ｕに押し付けられることとなるため、内管１が外管２により確実に支持されることができる。
【００２１】
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、図３に示される形状のエキゾーストマニホールド１６における屈曲部を構成する部位１６ａ・１６ｂ・１６ｃや、図４に示すごとく、これらエキゾーストマニホールドよりも下流側に配置される配管１７の屈曲部を構成する部位１７ａ・１７ｂに適用することも可能である。また、図４に示すごとくの配管１７における直線状の部位については、外管２の内側表面２ｕに当接する当接部１７ｃ〜１７ｆを設けることとし、これにより、直線状の部位における振動の低減を図ることができる。
【００２２】
また、前記内管１は、例えば、図５に示すごとく、平らな板材１Ｍから、プレス成形にて、前記当接部１ａ・１ａ・・・を膨出させつつ、半割形状を二つ並べた中間成形体１Ｎを形成し、該半割形状の接合部１ｎで折り曲げるようにして、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である。
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６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。
【００２３】
尚、図５における中間成形体１Ｎ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。
【００２４】
以上のように、プレス成形により、前記内管１及び前記当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄ（図１参照）を成形することによれば、これら内管１、当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄの成形を同時に実施することができ、従来の内管１を成形するためのプレス成形工数を維持することができ、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
例えば、図１に示すごとく、各当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄの形状をそれぞれ異なった形状にすることが可能となるのである。
また、図７の内管１Ｆに示すように、排気ガスの流れ方向に長い形状とする当接部１ｆを構成することや、内管１Ｇに示すように、突起状の当接部１ｇを構成することや、内管１Ｈに示すように、円周方向に長い形状とする当接部１ｈを構成することも可能である。
また、図７の内管１Ｉに示すように、内管１の断面が波形となるように、外側へ突出する当接部１ｉと、内側へ突出する窪み部１ｊ・１ｊを交互に設ける構成としてもよい。
【００２７】
また、上述した各当接部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄについては、外管２の内側表面２ｕに対して、点接触、或いは、線接触する構成とし、内管１から外管２へ伝達される熱量を最小限に抑える構成としている。
これにより、内管１の内部を通過する排気ガスの温度低下を最小限に抑えることができ、本発明の構成を採用することによるエミッション性能の悪化を防止できる。
【００２８】
また、図８に示すごとく、前記内管１については、例えば、板材１Ｐ・１Ｑから二重構造とされるように、複数の板材を重ねて構成される多重構造であってもよい。
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１Ｐ・１Ｑ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。
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、内管１が外管２との間で無駄に振動することがなくなり、この剛性の向上によっても、騒音の低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかる排気管構造を適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】当接部を外管の内側表面に当接させた状態について示す配管の断面図。
【図３】本発明にかかる排気管構造を適用したエキゾーストマニホールドの他の構成例について示す断面図。
【図４】エキゾーストマニホールドの下流に設けられる配管につき、本発明にかかる排気管構造を適用した場合の構成について示す断面図。
【図５】内管の製造工程について段階的に示す図。
【図６】本発明にかかる排気管構造を適用した配管の断面図。
【図７】突起部の形状のバリエーションについて示す図。
【図８】内管を二重構造とした例について示す配管の断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１      内管
１ａ・１ｂ  当接部
２      外管
２ｕ    内側表面
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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【図５】
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【図６】
2006348850.tif 000008
【図７】
2006348850.tif 000009
【図８】
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