(57)【要約】【課題】熱容量が大である上に放熱作用を奏するフランジを廃止してこれに起因する排ガス浄化性能の低下を未然に防止した上で、排気管や排気浄化装置を容易に連結できるエンジンの排気装置を提供する。【解決手段】上流側排気管２０ａの外周面に上流側係合リング２１を設けると共に、下流側排気管２０ｂの内周面に下流側係合リング２２及びシールリング２３を設け、下流側排気管２０ｂ内に上流側排気管２０ａを挿入することにより、両係合リング２１，２２を弾性変形させながら摺接させた後に互いに係合させて離脱を防止し、シールリング２３を上流側排気管２０ａの下流端に当接させて外部への排ガスの漏曵を防止する。【選択図】図７
2011102556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排ガスを排気通路を経て排気浄化装置に案内するエンジンの排気装置において、
上流側と下流側とに分割されて何れか一方の端部を他方の端部内に挿入した状態で上記排気通路を構成する内側排気通路及び外側排気通路と、
上記内側排気通路の端部の外面、及び上記外側排気通路の端部の内面にそれぞれ設けられ、上記外側排気通路内への上記内側排気通路の挿入に伴って少なくとも一方を弾性変形させながら互いに摺接して係合する係合部と、
上記内側排気通路の端部の外面及び外側排気通路の端部の内面の何れか一方に設けられ、上記外側排気通路内への上記内側排気通路の挿入時に他方に当接して上記内側排気通路と外側排気通路との間隙を閉塞するシール部と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項２】
上記内側排気通路の端部の外面または外側排気通路の端部の内面の何れか一方に、上記外側排気通路内への上記内側排気通路の挿入時に他方に当接して過度の挿入を規制するストッパ部を設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの排気装置に関し、特に排気管同士、排気管と排気浄化装置、或いは排気浄化装置同士を連結する連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンには、排気中に含まれるＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）などの大気中への放出を防止するため、これらの浄化を目的としてエンジンの排気装置には触媒を用いた排気浄化装置が備えられている。
例えば車両用の排気装置では、車両への組付け作業や修理作業の効率化、部品交換コストの低減、或いは異なる車種間での部品の共用化などが要求されることから、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されているように、排気装置を複数に分割して構成している。具体的には、排気装置を複数の排気管により構成すると共に、これらの排気管の端部、及び排気管の間などに配置される上記排気浄化装置の端部にそれぞれフランジを設け、各フランジを介してボルトにより排気管や排気浄化装置を相互に連結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２４１０２０号公報
【特許文献２】特開平８−１０８０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記排気管や排気浄化装置の連結に用いられるフランジは熱容量が大きい上に、排気管の外周面から外気中に突出して放熱作用を奏してしまう。
このため、例えばエンジンが冷態始動されたときには、排気管内を流通する排ガスの熱が熱容量の大きなフランジにより奪われてしまい、下流側に配置されている排気浄化装置の触媒を迅速に昇温できなくなる。また、触媒の昇温後にもフランジが作用するフランジにより排気管内を流通する排ガスが放熱されてしまうため、例えばエンジン負荷の減少により排ガス温度が多少低下しただけで触媒温度が低下してしまう。これらの要因により特許文献１，２の技術では、排気浄化装置が有する浄化性能を最大限に発揮できずに十分な排ガス浄化作用が得られないという問題を抱えていた。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、熱容量が大である上に放熱作用を奏するフランジを廃止してこれに起因する排ガス浄化性能の低下を未然に防止した上で、排気管や排気浄化装置を容易且つ確実に連結することができるエンジンの排気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、エンジンからの排ガスを排気通路を経て排気浄化装置に案内するエンジンの排気装置において、上流側と下流側とに分割されて何れか一方の端部を他方の端部内に挿入した状態で排気通路を構成する内側排気通路及び外側排気通路と、内側排気通路の端部の外面、及び外側排気通路の端部の内面にそれぞれ設けられ、外側排気通路内への内側排気通路の挿入に伴って少なくとも一方を弾性変形させながら互いに摺接して係合する係合部と、内側排気通路の端部の外面及び外側排気通路の端部の内面の何れか一方に設けられ、外側排気通路内への内側排気通路の挿入時に他方に当接して内側排気通路と外側排気通路との間隙を閉塞するシール部とを備えたものである。
【０００７】
従って、外側排気通路内への内側排気通路の挿入に伴って、それぞれの係合部は少なくとも一方が弾性変形しながら互いに摺接する。挿入が完了した時点では両係合部が互いに係合することにより外側排気管からの内側排気通路の離脱が規制されると共に、内側排気通路と外側排気通路との間隙がシール部により閉塞されることで、エンジンからの排ガスが内部を流通したときの外部への排ガスの漏洩が防止される。このように外側排気通路内に内側排気通路を挿入するだけで両排気通路を容易且つ確実に連結可能となる。
【０００８】
そして、内側排気通路と外側排気通路とが連結及びシールされることにより、熱容量が大である上に放熱作用を奏するフランジにより排気通路を連結する必要がなくなり、内部を流通する排ガスの放熱を抑制して排気浄化装置が有する浄化性能を最大限に発揮可能となる。
請求項２の発明は、請求項１において、内側排気通路の端部の外面または外側排気通路の端部の内面の何れか一方に、外側排気通路内への内側排気通路の挿入時に他方に当接して過度の挿入を規制するストッパ部を設けたものである。
従って、外側排気通路内への内側排気通路の過度の挿入がストッパ部により規制される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように請求項１の発明のエンジンの排気装置によれば、内側排気通路と外側排気通路とを係合部の係合により連結すると共に、シール部により外部への排ガスの漏洩を防止するようにしたため、熱容量が大である上に放熱作用を奏するフランジを廃止してこれに起因する排ガス浄化性能の低下を未然に防止した上で、排気管や排気浄化装置を容易且つ確実に連結することができる。
請求項２の発明のエンジンの排気装置によれば、請求項１に加えて、外側排気通路内への内側排気通路の過度の挿入をストッパ部材により規制するため、挿入完了の目安とすることができると共に、軸心方向への移動を防止して排気通路をより強固に連結することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る排気装置が適用された４気筒のディーゼルエンジンの全体構成図である。
【図２】上流側排気管及び下流側排気管を連結した状態を示す斜視図である。
【図３】上流側排気管を示す部分断面図である。
【図４】同じく上流側排気管を示す図３のIV−IV線断面図である。
【図５】下流側排気管を示す部分断面図である。
【図６】同じく下流側排気管を示す図５のVI−VI線断面図である。
【図７】上流側排気管及び下流側排気管の連結状態を示す部分断面図である。
【図８】別例の上流側排気管及び下流側排気管の連結状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の実施形態に係る排気装置が適用された４気筒のディーゼルエンジン（以下、エンジンという）を示す全体構成図である。
【００１２】
エンジン１は各気筒共通の高圧蓄圧室（以下コモンレールという）２を備えており、図示しない燃料噴射ポンプから供給されてコモンレール２に蓄えられた高圧の燃料である軽油を、各気筒に設けられたインジェクタ４に供給し、各インジェクタ４からそれぞれの気筒内に軽油が噴射される。
吸気通路６にはターボチャージャ８が装備されており、エアクリーナ１０を介して吸入された吸気は、吸気通路６からターボチャージャ８のコンプレッサ８ａへと流入し、コンプレッサ８ａで過給された吸気はインタークーラ１２及び吸気制御弁１４を介して吸気マニホールド１６に導入される。
【００１３】
一方、エンジン１の各気筒から排気が排出される排気ポート（図示せず）は、排気マニホールド１８を介して排気管２０に接続されている。なお、排気マニホールド１８と吸気マニホールド１６との間には、ＥＧＲ弁２２を介して排気マニホールド１８と吸気マニホールド１４とを連通するＥＧＲ通路２４が設けられている。
排気管２０はターボチャージャ８のタービン８ｂを経た後、排気絞り弁２６を介して排気浄化装置２８に接続されている。また、タービン８ｂの回転軸はコンプレッサ８ａの回転軸と連結されており、タービン８ｂが排気管２０内を流動する排気を受けてコンプレッサ８ａを駆動するようになっている。
【００１４】
排気浄化装置２８は、上流側ケーシング３０と、上流側ケーシング３０の下流側に連通路３２を介して連通する下流側ケーシング３４とで構成される。上流側ケーシング３０内には、前段酸化触媒３６が収容されると共に、この前段酸化触媒３６の下流側にはパティキュレートフィルタ（以下フィルタという）３８が収容されている。フィルタ３８は、排気中のパティキュレートを捕集することによりエンジン１の排気を浄化するために設けられる。
フィルタ３８はハニカム型のセラミック体からなり、上流側と下流側とを連通する通路が多数並設されると共に、通路の上流側開口と下流側開口とが交互に閉鎖されており、エンジン１の排気が内部を流通することによって排気中のパティキュレートを捕集する。
【００１５】
前段酸化触媒３６は、その温度が活性温度以上であるときに排気中のＮＯを酸化させてＮＯ２を生成するので、このように前段酸化触媒３６とフィルタ３８とを配置することにより、フィルタ３８に捕集され堆積しているパティキュレートは、前段酸化触媒３６から供給されたＮＯ２と反応して酸化し、フィルタ３８の連続再生が行われるようになっている。
下流側ケーシング３４内には、アンモニアを吸着し、吸着したアンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元して浄化する選択還元触媒として機能するＮＯｘ触媒４０が収容されると共に、このＮＯｘ触媒４０の下流側にはＮＯｘ触媒４０から流出したアンモニアを酸化除去するための後段酸化触媒４２が収容されている。
【００１６】
この後段酸化触媒４２は、その温度が活性温度以上であるとき、フィルタ３８の強制再生でパティキュレートが焼却される際に発生するＣＯを酸化し、ＣＯ２として大気中に排出する機能も有している。
また、連通路３２には、連通路３２内の排気中に尿素水を噴射供給する噴射ノズル４４が設けられている。この噴射ノズル４４から圧縮空気と共に噴射された尿素水は、排気の熱により加水分解してアンモニアとなり、ＮＯｘ触媒４０に供給される。供給されたアンモニアはＮＯｘ触媒４０に一旦吸着し、ＮＯｘ触媒４０の温度が活性温度以上であるときに、吸着したアンモニアと排気中のＮＯｘとの脱硝反応により、ＮＯｘが浄化されて無害なＮ２となる。
【００１７】
このときＮＯｘと反応せずにＮＯｘ触媒４０から流出したアンモニアは、後段酸化触媒４２によって酸化除去される。
フィルタ３８の連続再生が十分行われない場合には、フィルタ３８内にパティキュレートが過剰に堆積し、フィルタ３８が目詰まりを起こすおそれがある。このため、フィルタ３８におけるパティキュレートの堆積状況に応じて、適宜フィルタ３８を昇温し強制再生を行うことにより、フィルタ３８に堆積したパティキュレートを焼却し、フィルタ３８の排気浄化機能を維持するようにしている。
【００１８】
フィルタ３８の強制再生では、吸気制御弁１４や排気絞り弁２６を閉方向に制御して排気温度を上昇させると共に、エンジン１の膨張行程や排気行程でインジェクタ４からポスト噴射による排気中への燃料供給を行い、フィルタ３８に堆積したパティキュレートを焼却することが可能な温度までフィルタ３８を昇温する。フィルタ３８の温度が上昇することにより、フィルタ３８に堆積していたパティキュレートが焼却除去され、フィルタ３８の強制再生が行われる。
【００１９】
以上のように、排気浄化装置２８においては、前段酸化触媒３６、フィルタ３８、ＮＯｘ触媒４０及び後段酸化触媒４２がそれぞれの機能を正常に発揮する上で、流入する排気の温度が適度に上昇している必要がある。本実施形態では、ターボチャージャ８のタービン８ｂと排気浄化装置２８とを連結する排気管２０が上流側排気管２０ａ（内側排気通路）と下流側排気管２０ｂ（外側排気通路）とに２分割されている。
そして、［発明が解決しようとする課題］でも述べたように、フランジを介して排気管２０ａ，２０ｂを連結した場合には、フランジの熱容量の影響及び放熱作用の影響により排気浄化装置２８の昇温に支障が生じてしまう。そこで、本実施形態では、フランジを用いることなく別の手法により排気管２０ａ，２０ｂを連結しており、以下、この連結構造を説明する。
【００２０】
図２は上流側排気管２０ａ及び下流側排気管２０ｂを連結した状態を示す斜視図、図３は上流側排気管２０ａを示す部分断面図、図４は同じく上流側排気管２０ａを示す図３のIV−IV線断面図、図５は下流側排気管２０ｂを示す部分断面図、図６は同じく下流側排気管２０ｂを示す図５のVI−VI線断面図である。各図において左方が排気上流側に相当し、右方が排気下流側に相当し、以下、この排気流通方向を基準として説明する。
全体として上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂとは共に円管状をなし、上流側排気管２０ａの下流端を下流側排気管２０ｂの上流端の内部に挿入した状態で連結されるようになっている。
【００２１】
まず、上流側排気管２０ａについて説明すると、上流側排気管２０ａの外周面には上流側係合リング２１が外嵌されている。全体として上流側係合リング２１は上流側排気管２０ａの外周面全体に連続する環状をなすと共に、その断面形状は、上流側排気管２０ａの外周面に向けて拡開する断面く字状をなしている。上流側係合リング２１の下流端は上流側排気管２０ａの外周面に対して周方向に所定間隔をおいて点溶接され、上流側係合リング２１の上流端は上流側排気管２０ａの外周面に対して離間している。上流側係合リング２１はステンレス鋼などから製作されて弾性を有し、その外周を内周方向に押圧されると弾性を伴って縮径するようになっている。ここで、説明の便宜上、上流側排気管２０ａの外径をＤ0とし、上流側係合リング２１の外径をＤ1とする。
【００２２】
次に、下流側排気管２０ｂについて説明すると、下流側排気管２０ｂの内周面には下流側係合リング２２が内嵌されている。全体として下流側係合リング２２は下流側排気管２０ｂの内周面全体に連続する環状をなすと共に、その断面形状は、下流側排気管２０ｂの内周面に向けて拡開する断面く字状をなしている。下流側係合リング２２の上流端は下流側排気管２０ｂの内周面に対して周方向に所定間隔をおいて点溶接され、下流側係合リング２２の下流端は下流側排気管２０ｂの内周面に対して離間している。上流側係合リング２１と同じく、下流側係合リング２２はステンレス鋼などから製作されて弾性を有し、その内周を外周方向に押圧されると弾性を伴って拡径するようになっている。ここで、説明の便宜上、下流側係合リング２２の内径をＤ2とする。
【００２３】
下流側排気管２０ｂの内周面には、下流側係合リング２２より所定間隔を隔てた排気下流側の箇所にシールリング２３が内嵌されている。全体としてシールリング２３は下流側排気管２０ｂの内周面全体に連続する環状をなすと共に、その断面形状は、下流側排気管２０ｂの内周面に向けて拡開する断面円弧状をなしている。シールリング２３の上流端は下流側排気管２０ｂの内周面に対して全周に亘って溶接され、シールリング２３の下流端は下流側排気管２０ｂの内周面に対して離間している。シールリング２３はステンレス鋼などから製作されて弾性を有し、その内周を外周方向に押圧されると弾性を伴って拡径するようになっている。ここで、説明の便宜上、下流側係合リング２２の内径をＤ3とする。
【００２４】
下流側排気管２０ｂの内周面には、シールリング２３より所定間隔を隔てた排気下流側の箇所にストッパリング２４が内嵌されている。全体としてストッパリング２４は排気流通方向に平坦な環状をなし、その外周全体を下流側排気管２０ｂの内周面に当接させて所定間隔をおいて点溶接されている。なお、ストッパリング２４はステンレス鋼などから製作されている。ここで、説明の便宜上、ストッパリング２４の内径をＤ4とする。
【００２５】
上流側排気管２０ａ及び下流側排気管２０ｂは以上のように構成され、上流側係合リング２１の外径Ｄ1は下流側係合リング２２の内径Ｄ2よりも大きく設定され（Ｄ1＞Ｄ）、上流側排気管２０ａの外径Ｄ0は、シールリング２３の内径Ｄ3より大きく（Ｄ0＞Ｄ3）、且つストッパリング２４の内径Ｄ4より大きく設定されている（Ｄ0＞Ｄ4）。また、上流側排気管２０ａの下流端から上流側係合リング２１の上流端までの寸法ｌは、下流側排気管２０ｂにおける下流側係合リング２２の下流端からストッパリング２４までの寸法Ｌよりも若干小さく設定されている（Ｌ＞ｌ）。
【００２６】
以上にように構成された本実施形態のエンジン１の排気装置における上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂとの連結手順を説明する。
図７は上流側排気管２０ａ及び下流側排気管２０ｂの連結状態を示す部分断面図である。これらの排気管２０ａ，２０ｂの連結作業は、車両への排気装置の組付け作業に先行して事前に実施される。
【００２７】
まず、下流側排気管２０ｂの上端端に上流側排気管２０ａの下流端を挿入すると、上流側排気管２０ａの上流側係合リング２１が下流側排気管２０ｂの下流側係合リング２２に当接する。この状態でハンマなどを用いて上流側排気管２０ａを下流側排気管２０ｂ内に向けて打ち込むと、上記上流側係合リング２１の外径Ｄ1と下流側排気管２０ｂの内径Ｄ2との大小関係により、上流側係合リング２１は自己の弾性に抗して縮径し且つ下流側係合リング２２を弾性に抗して拡径させながら、下流側係合リング２２上を摺接して乗り越え始める。
そして、上流側排気管２０ａは次第に下流側排気管２０ｂ内に挿入され、上流側排気管２０ａの下流端全体がシールリング２３の内周全体に当接する。この状態でさらにハンマによる打込み操作を続けると、上流側排気管２０ａの下流端はシールリング２３を拡径させながら内部に嵌り込んで次第にストッパリング２４に接近する。
【００２８】
ここで、上記寸法Ｌ及び寸法ｌの大小関係から、上流側排気管２０ａの下流端がストッパリング２４の当接する以前に、上流側係合リング２１は下流側係合リング２２の乗り越えを完了し、その瞬間にそれぞれの弾性により上流側係合リング２１が拡径すると共に下流側係合リング２２が縮径する。このとき、ストッパリング２４は上流側排気管２０ａの過度の挿入を規制することから、ハンマによる打込み操作完了の目安とすることができる。
従って、その後に上流側排気管２０ａを下流側排気管２０ｂから引き抜く方向に移動させると、上流側係合リング２１の上流端は下流側係合リング２２と下流側排気管２０ｂの内周面との間に挿入され、同時に下流側係合リング２２の下流端は上流側係合リング２１と上流側排気管２０ａの外周面との間に挿入される。これにより上流側係合リング２１と下流側係合リング２２とは互いに係合し、下流側排気管２０ｂからの上流側排気管２０ａの離脱が規制される。
【００２９】
以上により上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂとの連結作業が完了し、この状態で排気装置の車両への組付け作業が実施される。車両への組付け作業に関しては一般的な排気装置と相違ないため、その説明は省略する。そして、この説明から明らかなように、本実施形態の排気装置では、ハンマを用いた打込み操作を行うだけで排気管２０ａ，２０ｂを連結でき、先行技術として説明した特許文献１，２の技術が有するフランジをボルトで連結する作業に比較して容易且つ確実に実施することができる。
なお、上記連結作業は、ハンマによる打込み操作を行い易くするために車両への組付けに先行して、排気管２０ａ，２０ｂが単体の状態で連結したが、これに限ることはない。例えば上流側排気管２０ａを車両に組み付けた後に、その下流端に対して下流側排気管２０ｂを連結するようにしてもよい。
【００３０】
次に、以上のようにして車両に搭載された排気装置の状態について説明する。
まず、エンジン１からの排ガスは上流側排気管２０ａから連結箇所を経て下流側排気管２０ｂへと案内される。上流側排気管２０ａの外周面と下流側排気管２０ｂの内周面との間には間隙が形成されているものの、両者の間に介在するシールリング２３の基端は下流側排気管２０ｂの内周面に全周に亘って溶接され、且つ、シールリング２３の内周全体は弾性をもって上流側排気管２０ａの下流端全体に当接している。このため、上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂとの間の間隙はシールリング２３により閉塞され、外部への排ガスの漏曵が防止され、排気装置は排ガスの案内機能を正常に果たす。
【００３１】
一方、排気装置には車両走行に伴う外力が種々の方向から作用し、これらの外力に対して上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂを正規の位置関係に保持する必要がある。ここで、例えば排気流通方向と直交する方向に外力が作用したときには、上記シールリング２３の作用により下流側排気管２０ｂと上流側排気管２０ａとの径方向の位置ずれが防止され、結果として両排気管２０ａ，２０ｂは軸心を一致させた正規位置に保持される。なお、このときには互いに係合する上流側係合リング２１及び下流側係合リング２２も位置保持に貢献する。
【００３２】
また、例えば上流側排気管２０ａを下流側排気管２０ｂから離脱させる方向に外力が作用したときには、上記のように上流側係合リング２１と下流側係合リング２２との係合により離脱が規制され、両排気管２０ａ，２０ｂの分離が防止される。また、例えば上流側排気管２０ａを下流側排気管２０ｂ内に過度に挿入させる方向に外力が作用したときには、上流側排気管２０ａの下流端がストッパリング２４に当接した時点で挿入が規制される。なお、このように下流側排気管２０ｂ内に上流側排気管２０ａがさらに挿入された場合であっても、シールリング２３は何ら支障なく排ガスのシール作用を奏する。
以上のように本実施形態の排気管２０ａ，２０ｂの連結構造によれば、先行技術として説明した特許文献１，２の技術が有するフランジと全く遜色ない連結機能、及びシール機能を実現することができる。
【００３３】
そして、本実施形態においては、上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂとを連結及びシールするための構成は全て内部に収容されており、特許文献１，２の技術のフランジのように外気中に突出することにより放熱作用を奏することは一切ない。
また、特許文献１，２のフランジが熱容量を増大させてしまう主要因は、上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂとの軸心方向（上記した離脱方向及び挿入方向に相当）の位置保持、径方向の位置保持、さらにはシール機能の全て全てフランジのみで発揮させるためであり、これらの要求に耐え得る強度を確保するためにフランジは厚肉化され、必然的に大きな熱容量を有することになる。
【００３４】
これに対して本実施形態では、主に上流側係合リング２１及び下流側係合リング２２が離脱方向の位置保持、ストッパリング２４が挿入方向の位置保持、シールリング２３は径方向の位置保持及びシール機能をそれぞれ分担して発揮している。このため、各部材は対応する機能だけを奏するために支障ない程度の強度を確保できれば十分であり、それほど厚肉化する必要がなくなる。その結果、全ての部材を合計しても特許文献１，２のフランジに比較すれば格段に小さな熱容量に保つことができる。
【００３５】
これらの熱容量及び放熱作用に関する要因により、本実施形態の排気装置によれば、例えばエンジン１の冷態始動時において、排気管２０ａ，２０ｂ内を流通する排ガスの熱をそれほど奪うことなく下流側の排気浄化装置２８に移送でき、結果として排気浄化装置２８を迅速に昇温することができる。また、昇温後においても連結箇所での放熱が極めて少ないため、例えばエンジン負荷の減少により排ガス温度が多少低下したとしても、排気浄化装置２８の温度低下を最小限に抑制することができる。結果として、排気浄化装置２８が有する浄化性能を最大限に発揮させて良好な排ガスの浄化作用を実現することができる。
【００３６】
加えて、上記構成を採用することにより、フランジ及びこれを結合するためのボルトやナットが不要となり、結果として全体的な部品点数を減少させて製造コストの低減、及び重量軽減を達成することができる。
一方、本実施形態の排気装置では、上流側排気管２０ａや下流側排気管２０ｂ、及びこれを連結するための係合リング２１，２２、シールリング２３、ストッパリング２４などの全ての部材が円管状若しくは環状をなしていることから、軸線を中心として自由度を有する点に大きな特徴がある。
【００３７】
即ち、上記のようにハンマにより打込まれた状態で係合リング２１，２２やシールリング２３の弾性で生じた摩擦により上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂとの軸線を中心とした相対回転が規制されているものの、何らかの要因により回転方向の無理な外力が作用したときには、両排気管２０ａ，２０ｂが軸線を中心として回転して外力を逃がす。このため、外力を受けて排気装置が破損する事態を未然に回避することができる。
但し、この説明は本発明を円環状や環状に限定する趣旨のものではなく、例えば断面四角状の排気管を連結する構成に具体化してもよい。
【００３８】
ところで、上流側排気管２０ａ及び下流側排気管２０ｂを連結及びシールする構成は、本実施形態に限ることはなく種々に変更可能である。そこで、以下に本実施形態の別例を説明する。
図８は別例の上流側排気管２０ａ及び下流側排気管２０ｂの連結状態を示す部分断面図である。上流側排気管２０ａの外周面には上流側係合リング３１が外嵌されており、全体として上流側係合リング３１は上流側排気管２０ａの外周面全体に連続する環状をなしている。上流側係合リング３１の断面形状は、排気上流側に向けて拡開するテーパ状をなすと共に、上流端が内周側に屈曲形成されて上流側排気管２０ａの外周面に対して離間している。また、上流側係合リング３１の下流端は上流側排気管２０ａの外周面に対して全周に亘って溶接されている。
【００３９】
下流側排気管２０ｂの内周面には下流側係合リング３２が内嵌され、周方向に所定間隔をおいて点溶接されている。下流側係合リング３２の断面形状は四角状をなし、上流側排気管２０ａの外周面に対して離間している。下流側排気管２０ｂの内周面には、下流側係合リング３２より所定間隔を隔てた排気下流側の箇所にストッパリング３３が内嵌され、このストッパリング３３は上記実施形態と同様の形状をなしている。
以上のように構成された別例においても、上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂとは上記実施形態と同様の手順により連結される。
【００４０】
即ち、ハンマによる打込み操作により上流側排気管２０ａは下流側排気管２０ｂ内に挿入され、上流側係合リング３１はテーパに沿って自己を縮径させながら、下流側係合リング３２上を摺接して乗り越える。乗り越えが完了した時点で上流側係合リング３１は弾性により拡径し、その上流端の屈曲箇所を下流側排気管２０ｂの内周面に当接させると共に、屈曲箇所を下流側係合リング３２に排気下流側から当接させる。
このため、上流側係合リング３１と下流側係合リング３２とが互いに係合し、下流側排気管２０ｂからの上流側排気管２０ａの離脱が防止される。また、下流側排気管２０ｂの下流側排気管２０ｂ内への過度の挿入はストッパリング３３により防止され、径方向の位置ずれは上流側係合リング３１により防止される。また、上流側係合リング３１はシール機能も兼用しており、その下流端が溶接され、且つ上流端の屈曲箇所が下流側排気管２０ｂの内周面に当接することにより外部への排ガスの漏洩を防止する。
【００４１】
従って、重複する説明はしないが、上記実施形態と同様の連結機能及びシール機能を実現できると共に、熱容量や放熱作用に関しても実施形態と何ら相違ないため、排ガスの放熱に起因する排気浄化装置２８の浄化作用の低下を未然に防止することができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、エンジンを４気筒のディーゼルエンジン１としたが、エンジンの形式や気筒数はこれに限られるものではなく、また排気浄化装置２８に設けられる触媒などの排気浄化機構についてもエンジンの形式や要求される仕様に応じて適宜変更することが可能である。
【００４２】
また、上記実施形態では、ターボチャージャ８のタービン８ｂと排気浄化装置２８との間において排気管２０を２分割するようにしたが、分割の位置及び数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。この場合、排気管２０ａ，２０ｂ同士の連結箇所に適用することに限らず、例えば排気管２０と排気浄化装置２８との連結箇所、或いは排気浄化装置２８同士の連結箇所に適用してもよい。排気浄化装置２８の連結に適用する場合でも、排気浄化装置２８のケーシング（上記実施形態では上流側ケーシング３０や下流側ケーシング３４に相当）には相手側への連結用の短い排気管が設けられるため、この排気管に上記実施形態と同様の係合リング２１，２２、シールリング２３、ストッパリング２４などを設ければ、全く同様の作用効果を得ることができる。このような排気浄化装置２８に設けられた排気管も、本発明の排気通路に含まれるものである。
【００４３】
また、上記実施形態で説明した係合リング２１，２２、シールリング２３、ストッパリング２４の形状はこれに限るものではなく、例えばシール機能を要求されない係合リング２１，２２やストッパリング２４については周方向に分割することにより弾性変形し易くしてもよい。また、上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂとの内外関係を逆転してもよい。さらに、シールリング２３を下流側排気管２０ｂの内周面に代えて上流側排気管２０ａの外周面に溶接し、そのシールリング２３の外周を下流側排気管２０ｂの内周面に当接させてシール機能を発揮させてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、下流側排気管２０ｂの内周面にストッパリング２４を設けて、上流側排気管２０ａの下流端に当接させることにより下流側排気管２０ｂ内への過度の挿入を防止したが、逆に上流側排気管２０ａの外周面にストッパリング２４を設けて、下流側排気管２０ｂの上流端に当接させるようにしてもよい。また、ストッパリング２４は必ずしも設ける必要はなく、例えば車体への組付け側で上流側排気管２０ａと下流側排気管２０ｂとを軸心方向に位置規制する対策を講じることにより、ストッパリング２４を省略してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１          エンジン
２０        排気管（排気通路）
２１，３１  上流側排気管（内側排気通路）
２２，３２  下流側排気管（外側排気通路）
２３        シールリング（シール部）
２４，３３  ストッパリング（ストッパ部）
【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】
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【図７】
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【図８】
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