(57)【要約】【課題】排ガスが各配管内を流れる間に、排ガスの温度が低下してしまうことを抑制すること。【解決手段】クランプ部材４０は、インシュレータ２２，３２におけるフランジ２１，３１側の端部２２ｅ，３２ｅに対して配管２０，３０の径方向で重なる位置まで延びて、インシュレータ２２，３２におけるフランジ２１，３１側の端部２２ｅ，３２ｅの周囲を覆う被覆部４４，４５を有している。よって、各配管２０，３０におけるフランジ２１，３１側の端部２０ｅ，３０ｅがインシュレータ２２，３２によって覆われていなくても、被覆部４４，４５によって、各配管２０，３０の端部２０ｅ，３０ｅを覆うことができる。その結果、排ガスが各配管２０，３０内を流れる間に、排ガスの熱が各配管２０，３０の端部２０ｅ，３０ｅを介して放出されてしまうことが被覆部４４，４５によって抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排ガスが内部を流れる複数の配管と、
前記各配管の端部に形成されるとともに前記配管の径方向外側に突出する環状のフランジと、
前記各配管の前記フランジ同士を連結する環状のクランプ部材と、
前記各配管の外周面を覆うインシュレータと、を備えた内燃機関の排気管であって、
前記クランプ部材は、
前記インシュレータにおける前記フランジ側の端部に対して前記配管の径方向で重なる位置まで延びて、前記インシュレータにおける前記フランジ側の端部の周囲を覆う被覆部を有していることを特徴とする内燃機関の排気管。
【請求項２】
前記インシュレータと前記被覆部との間に配置される断熱材を備えてい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、内燃機関の排気管は、複数の配管同士を接続することにより構成されている。各配管の端部には、配管の径方向外側に突出する環状のフランジが形成されている。そして、各配管のフランジ同士を、例えば、特許文献１に記載されているような環状のクランプ部材によって連結することにより、複数の配管同士が接続されている。また、特許文献２には、各配管内を流れる排ガスの温度の低下を抑制するために、各配管の外周面に、各配管の外周面を覆うインシュレータを設けることが記載されている。インシュレータは、配管を介した排ガスの熱の放出を抑える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２２８８３３号公報
【特許文献２】特開２００８−１２１６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のように、環状のクランプ部材によって各配管のフランジ同士を連結することにより、複数の配管同士を接続する場合、特許文献２のようなインシュレータをフランジに接触する位置まで延ばすと、クランプ部材における各配管のフランジに対する組み付け作業が行い難くなる。よって、インシュレータを、フランジからある程度離れた位置までしか延ばすことができず、各配管におけるフランジ側の端部をインシュレータによって覆うことができない。その結果、排ガスが各配管内を流れる間に、排ガスの熱が各配管におけるフランジ側の端部を介して放出され、排ガスの温度が低下してしまう虞がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、排ガスが各配管内を流れる間に、排ガスの温度が低下してしまうことを抑制することができる内燃機関の排気管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する内燃機関の排気管は、内燃機関から排出される排ガスが内部を流れる複数の配管と、前記各配管の端部に形成されるとともに前記配管の径方向外側に突出する環状のフランジと、前記各配管の前記フランジ同士を連結する環状のクランプ部材と、前記各配管の外周面を覆うインシュレータと、を備えた内燃機関の排気管であって、前記クランプ部材は、前記インシュレータにおける前記フランジ側の端部に対して前記配管の径方向で重なる位置まで延びて、前記インシュレータにおける前記フランジ側の端部の周囲を覆う被覆部を有している。
【０００７】
これによれば、各配管におけるフランジ側の端部がインシュレータによって覆われていなくても、被覆部によって、各配管におけるフランジ側の端部を覆うことができるため、排ガスが各配管内を流れる間に、排ガスの熱が各配管におけるフランジ側の端部を介して放出されてしまうことを被覆部によって抑制することができる。その結果、排ガスが各配管内を流れる間に、排ガスの温度が低下してしまうことを抑制することができる。
【０００８】
上記内燃機関の排気管において、前記インシュレータと前記被覆部との間に配置される断熱材を備えているとよい。
これによれば、インシュレータと被覆部との間から排ガスの熱が放出されることを断熱材によって抑制することができるため、排ガスの温度が低下してしまうことをさらに抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、排ガスが各配管内を流れる間に、排ガスの温度が低下してしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における内燃機関の排気管を示す断面図。
【図２】別の実施形態における内燃機関の排気管を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、内燃機関の排気管を具体化した一実施形態を図１にしたがって説明する。
図１に示すように、排気管１０は、複数の配管２０，３０同士を接続することにより構成されている。各配管２０，３０の内部には、内燃機関１１から排出される排ガスが流れる。なお、以下の説明において、「配管２０」を「上流側配管２０」と記載し、「配管３０」を「下流側配管３０」と記載する。また、本実施形態の内燃機関１１はディーゼルエンジンである。
【００１２】
上流側配管２０は、内燃機関１１に接続されている。下流側配管３０は、触媒１２に接続されている。上流側配管２０及び下流側配管３０は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製等の金属製である。上流側配管２０における内燃機関１１とは反対側の開口２０ａと、下流側配管３０における触媒１２とは反対側の開口３０ａとは互いに向き合った状態で連通している。よって、上流側配管２０内と下流側配管３０内とは連通している。そして、内燃機関１１から排出された排ガスは、上流側配管２０内、及び下流側配管３０内を流れて触媒１２に至る。触媒１２は、排ガスを浄化する。触媒１２は、活性化温度以上に温度が上昇することで、排ガスの浄化能力を発揮する。
【００１３】
上流側配管２０における内燃機関１１とは反対側の端部には、上流側配管２０の径方向外側に突出する環状のフランジ２１が形成されている。フランジ２１における下流側配管３０側の端面２１ａは、上流側配管２０の径方向に延びる平坦面状である。フランジ２１における下流側配管３０側とは反対側の面は、下流側配管３０に近づくにつれて拡径していく円錐面２１ｂになっている。フランジ２１の最外周面２１ｃは、フランジ２１の端面２１ａに対して直交する方向に延びている。フランジ２１の最外周面２１ｃは、フランジ２１の端面２１ａの最外周縁とフランジ２１の円錐面２１ｂの最外周縁とを繋いでいる。
【００１４】
排気管１０は、上流側配管２０の外周面２０ｂの全周を覆う管状のインシュレータ２２を備えている。インシュレータ２２は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製等の金属製である。インシュレータ２２は、排ガスが上流側配管２０内を流れる間に、排ガスの熱が上流側配管２０を介して放出されることを抑制する。上流側配管２０の外周面２０ｂとインシュレータ２２の内周面２２ａとは離れている。インシュレータ２２におけるフランジ２１側の端部２２ｅは、フランジ２１の円錐面２１ｂから離れている。よって、インシュレータ２２におけるフランジ２１側の端部２２ｅは、フランジ２１に接触していない。したがって、上流側配管２０におけるフランジ２１側の端部２０ｅは、インシュレータ２２によって覆われていない。
【００１５】
排気管１０は、上流側配管２０の外周面２０ｂとインシュレータ２２の内周面２２ａとの間に介在される筒状の配管断熱材２３を備えている。配管断熱材２３は、例えば、アルミナ等のセラミック材により形成されている。配管断熱材２３の内周面２３ａは、上流側配管２０の外周面２０ｂに接触している。配管断熱材２３の外周面２３ｂは、インシュレータ２２の内周面２２ａに接触している。配管断熱材２３は、上流側配管２０からインシュレータ２２への熱の伝達を抑える。
【００１６】
下流側配管３０における触媒１２とは反対側の端部には、下流側配管３０の径方向外側に突出する環状のフランジ３１が形成されている。フランジ３１における上流側配管２０側の端面３１ａは、下流側配管３０の径方向に延びる平坦面状である。フランジ３１における上流側配管２０側とは反対側の面は、上流側配管２０に近づくにつれて拡径していく円錐面３１ｂになっている。フランジ３１の最外周面３１ｃは、フランジ３１の端面３１ａに対して直交する方向に延びている。フランジ３１の最外周面３１ｃは、フランジ３１の端面３１ａの最外周縁とフランジ３１の円錐面３１ｂの最外周縁とを繋いでいる。
【００１７】
上流側配管２０の内径と下流側配管３０の内径とは同じである。上流側配管２０のフランジ２１の最外周面２１ｃの外径と下流側配管３０のフランジ３１の最外周面３１ｃの外径とは同じである。
【００１８】
排気管１０は、下流側配管３０の外周面３０ｂの全周を覆う管状のインシュレータ３２を備えている。インシュレータ３２は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製等の金属製である。インシュレータ３２は、排ガスが下流側配管３０内を流れる間に、排ガスの熱が下流側配管３０を介して放出されることを抑制する。下流側配管３０の外周面３０ｂとインシュレータ３２の内周面３２ａとは離れている。インシュレータ３２におけるフランジ３１側の端部３２ｅは、フランジ３１の円錐面３１ｂから離れている。よって、インシュレータ３２におけるフランジ３１側の端部３２ｅは、フランジ３１に接触していない。したがって、下流側配管３０におけるフランジ３１側の端部３０ｅは、インシュレータ３２によって覆われていない。
【００１９】
排気管１０は、下流側配管３０の外周面３０ｂとインシュレータ３２の内周面３２ａとの間に介在される筒状の配管断熱材３３を備えている。配管断熱材３３は、例えば、アルミナ等のセラミック材により形成されている。配管断熱材３３の内周面３３ａは、下流側配管３０の外周面３０ｂに接触している。配管断熱材３３の外周面３３ｂは、インシュレータ３２の内周面３２ａに接触している。配管断熱材３３は、下流側配管３０からインシュレータ３２への熱の伝達を抑える。
【００２０】
本実施形態の排気管１０は、上流側配管２０の外周面２０ｂがインシュレータ２２によって覆われており、下流側配管３０の外周面３０ｂがインシュレータ３２によって覆われているため、全体として二重管構造になっている。上流側配管２０及び下流側配管３０は、排気管１０の内管に相当し、各インシュレータ２２，３２は、排気管１０の外管に相当する。
【００２１】
排気管１０は、上流側配管２０のフランジ２１と下流側配管３０のフランジ３１とを連結する環状のクランプ部材４０を備えている。よって、クランプ部材４０は、各配管２０，３０のフランジ２１，３１同士を連結する。クランプ部材４０は、両フランジ２１，３１の最外周面２１ｃ，３１ｃに沿って延びる環状の外周部４１と、外周部４１における上流側配管２０側の周縁部からフランジ２１の円錐面２１ｂに沿って延びる接触部４２と、外周部４１における下流側配管３０側の周縁部からフランジ３１の円錐面３１ｂに沿って延びる接触部４３と、を有している。両接触部４２，４３は、外周部４１から離れるにつれて縮径していく円錐台形状である。
【００２２】
両フランジ２１，３１同士は、両フランジ２１，３１の端面２１ａ，３１ａ同士が面接触した状態で、クランプ部材４０に連結されている。クランプ部材４０の外周部４１の内周面４１ａは、両フランジ２１，３１の最外周面２１ｃ，３１ｃに接触している。各接触部４２，４３は、各フランジ２１，３１の円錐面２１ｂ，３１ｂにそれぞれ接触している。これにより、上流側配管２０及び下流側配管３０は、互いに離間する方向への移動が規制されるとともに径方向へのズレが規制された状態で、クランプ部材４０によって接続されている。
【００２３】
クランプ部材４０は、接触部４２における外周部４１とは反対側の周縁部からインシュレータ２２の外周面２２ｂに沿って延びる環状の被覆部４４を有している。被覆部４４は、インシュレータ２２におけるフランジ２１側の端部２２ｅに対して上流側配管２０の径方向で重なる位置まで延びて、インシュレータ２２におけるフランジ２１側の端部２２ｅの周囲を覆っている。よって、被覆部４４は、上流側配管２０におけるフランジ２１側の端部２０ｅを覆っている。被覆部４４の内周面４４ａとインシュレータ２２の端部２２ｅの外周面とは離れている。
【００２４】
クランプ部材４０は、接触部４３における外周部４１とは反対側の周縁部からインシュレータ３２の外周面３２ｂに沿って延びる環状の被覆部４５を有している。被覆部４５は、インシュレータ３２におけるフランジ３１側の端部３２ｅに対して下流側配管３０の径方向で重なる位置まで延びて、インシュレータ３２におけるフランジ３１側の端部３２ｅの周囲を覆っている。よって、被覆部４５は、下流側配管３０におけるフランジ３１側の端部３０ｅを覆っている。被覆部４５の内周面４５ａとインシュレータ３２の端部３２ｅの外周面とは離れている。両被覆部４４，４５は、クランプ部材４０をプレス成型することにより、外周部４１及び両接触部４３，４３と一体形成されている。
【００２５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
上流側配管２０におけるフランジ２１側の端部２０ｅがインシュレータ２２によって覆われていなくても、被覆部４４によって、上流側配管２０におけるフランジ２１側の端部２０ｅが覆われている。このため、排ガスが上流側配管２０内を流れる間に、排ガスの熱が上流側配管２０におけるフランジ２１側の端部２０ｅを介して放出されることが、被覆部４４によって抑制される。
【００２６】
下流側配管３０におけるフランジ３１側の端部３０ｅがインシュレータ３２によって覆われていなくても、被覆部４５によって、下流側配管３０におけるフランジ３１側の端部３０ｅが覆われている。このため、排ガスが下流側配管３０内を流れる間に、排ガスの熱が下流側配管３０におけるフランジ３１側の端部３０ｅを介して放出されることが、被覆部４５によって抑制される。
【００２７】
したがって、排ガスは、排気管１０内を流れる間に熱が奪われ難く、温度が低下し難くなっている。その結果として、触媒１２の温度が活性化温度以上に上昇するまでの時間が短くなる。よって、例えば、内燃機関１１の冷間始動時などの触媒１２の早期暖機が要求される運転条件の時に、触媒１２の温度が早期に活性化温度以上に上昇し易くなる。また、排気管１０からの熱の放出が抑制されるため、排気管１０の周囲に存在する構成部品に対する熱害の発生が抑制される。
【００２８】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）被覆部４４，４５によって、上流側配管２０及び下流側配管３０におけるフランジ２１，３１側の端部２０ｅ，３０ｅをそれぞれ覆うことができる。このため、排ガスが上流側配管２０内、及び下流側配管３０内を流れる間に、排ガスの熱が上流側配管２０及び下流側配管３０の端部２０ｅ，３０ｅを介して放出されてしまうことを被覆部４４，４５によって抑制することができる。その結果、排ガスが、上流側配管２０内、及び下流側配管３０内を流れる間に、排ガスの温度が低下してしまうことを抑制することができる。
【００２９】
（２）排ガスは、排気管１０内を流れる間に熱が奪われ難く、温度が低下し難くなっている。その結果として、触媒１２の温度が活性化温度以上に上昇するまでの時間を短くすることができる。よって、例えば、内燃機関１１の冷間始動時などの触媒１２の早期暖機が要求される運転条件の時に、触媒１２の温度を早期に活性化温度以上に上昇させることができる。また、排気管１０からの熱の放出が抑制されるため、排気管１０の周囲に存在する構成部品に対する熱害の発生を抑制することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図２に示すように、排気管１０は、各インシュレータ２２，３２と各被覆部４４，４５との間にそれぞれ配置される筒状の断熱材４６，４７を備えていてもよい。断熱材４６の外周面４６ａは、被覆部４４の内周面４４ａに接触している。断熱材４６の内周面４６ｂは、インシュレータ２２の端部２２ｅの外周面に接触している。断熱材４７の外周面４７ａは、被覆部４５の内周面４５ａに接触している。断熱材４７の内周面４７ｂは、インシュレータ３２の端部３２ｅの外周面に接触している。
【００３１】
これによれば、インシュレータ２２，３２と被覆部４４，４５との間から排ガスの熱が放出されることを断熱材４６，４７によって抑制することができるため、排ガスの温度が低下してしまうことをさらに抑制することができる。
【００３２】
○  実施形態において、インシュレータ２２，３２は、断面視Ｃ字状であってもよい。よって、上流側配管２０及び下流側配管３０の外周面２０ｂ，３０ｂの周方向の一部分がインシュレータ２２，３２によって覆われていない構成であってもよい。
【００３３】
○  実施形態において、両被覆部４４，４５は、クランプ部材４０をプレス成型することにより、外周部４１及び両接触部４３，４３と一体形成されていたが、これに限らない。例えば、各被覆部４４，４５が、各接触部４２，４３における外周部４１とは反対側の周縁部それぞれに対して溶接により接合されていてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０…排気管、１１…内燃機関、２０，３０…配管、２０ｂ，３０ｂ…外周面、２１，３１…フランジ、２２，３２…インシュレータ、２２ｅ，３２ｅ…端部、４０…クランプ部材、４４，４５…被覆部、４６，４７…断熱材。
【図１】
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【図２】
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