(57)【要約】【課題】フレキシブルチューブを排気パイプに溶接する溶接部分にかかる応力の集中を可能な限り分散低減し、高温下においても強度耐久性に非常に優れた車両用排気装置を提供する。【解決手段】フレキシブルチューブ１０の両端を中間筒６，８を介して左右の排気パイプ４Ｌ，４Ｒに溶接する各溶接部１１，１２に、遮熱カバー３に熱伝導可能な伝熱ブラケット２０を、摺接部２１を介して当接させる。これにより、各溶接部１１，１２の熱は伝熱ブラケット２０を介して遮熱カバー３に放熱され、異材溶接部である溶接部１１，１２の過熱が防止される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系を構成する第１の排気パイプと第２の排気パイプとに両端部が溶接されてこれら両パイプを変位可能に連結するフレキシブルチューブと、
上記第１，第２の排気パイプの外側を覆う遮熱カバーと、
上記フレキシブルチューブの溶接部に摺接する摺接部を有し当該摺接部を介して上記溶接部の熱を上記遮熱カバーに伝達する伝熱ブラケットとを備えたことを特徴とする車両用排気装置。
【請求項２】
上記伝熱ブラケットは、上記遮熱カバーに溶接されていることを特徴とする請求項１記載の車両用排気装置。
【請求項３】
上記摺接部は金属メッシュで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気パイプの中途部がフレキシブルチューブを介して連結された車両用排気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両に搭載される排気装置においては、エンジン側とマフラ側との相対的変位を吸収すると共に、排気系の熱膨張差を吸収し、且つ、エンジン振動のマフラへの伝達低減を図る等を目的として、エンジンからの長尺な排気パイプの中途部を、フレキシブルチューブを介し連結して構成することが行われている。
【０００３】
このような、フレキシブルチューブを介し連結して構成した排気パイプとしては、例えば、実開昭５７−７８７１５号公報に開示されるものがある。この技術を適用した一例を、以下、図４、及び、図５により詳しく説明する。
【０００４】
すなわち、エンジン（上流）側排気パイプ５１の縮径した先端は、マフラ（下流）側排気パイプ５２の拡径した先端内に挿通されており、この挿通部においてエンジン側排気パイプ５１の外面とマフラ側排気パイプ５２の内面の間隙部分には、インシュレータ５３が介装されている。このエンジン側排気パイプ５１とマフラ側排気パイプ５２の接続部分の外側にはフレキシブルチューブ５４が周設されており、このフレキシブルチューブ５４のエンジン側端部は、中間筒５５を介装した溶接によって、エンジン側排気パイプ５１の外周に連結されている。すなわち、中間筒５５は、エンジン側排気パイプ５１の外周に溶接部ｐで溶接されているとともに、フレキシブルチューブ５４のエンジン側端部内周に溶接部ｑで溶接されている。また、フレキシブルチューブ５４のマフラ側端部も同様に、中間筒５６を介装した溶接部ｒ，ｓでの溶接によって、マフラ側排気パイプ５２の外周に連結されている。こうして、フレキシブルチューブ５４の端部を中間筒５５、５６を介して排気パイプ５１、５２に固定することにより、溶接部ｑ、ｓの排気熱による熱的影響を低減すると共に、溶接部ｑ、ｓに対する応力の低下も図るようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような従来の排気管構造では、例えば、排気パイプ５１、５２は、板厚が２mmのフェライト系ステンレス鋼材で形成され、中間筒５５、５６は、板厚が１．２mmのフェライト系ステンレス鋼材で形成され、フレキシブルチューブ５４は、板厚が０．６mm（０．３mm２重構造）のオーステナイト系ステンレス鋼材で構成されている。このような場合、中間筒５５、５６とフレキシブルチューブ５４とが異材であることから材料の熱膨張率が異なり（具体的には、オーステナイト系ステンレス鋼材の熱膨張率の方がフェライト系ステンレス鋼材の熱膨張率より大きい）、また、中間筒５５、５６とフレキシブルチューブ５４との板厚差が大きいことから強度が不均一となって、中間筒５５、５６とフレキシブルチューブ５４の異材溶接部ｑ、ｓに熱疲労と熱膨張による応力集中が生じ、この溶接部ｑ、ｓの耐久性を低下させてしまう虞がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、フレキシブルチューブを排気パイプに溶接する溶接部分にかかる応力の集中を可能な限り分散低減し、高温下においても強度耐久性に非常に優れた車両用排気装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明による車両用排気装置は、エンジンの排気系を構成する第１の排気パイプと第２の排気パイプとに両端部が溶接されてこれら両パイプを変位可能に連結するフレキシブルチューブと、上記第１，第２の排気パイプの外側を覆う遮熱カバーと、上記フレキシブルチューブの溶接部に摺接する摺接部を有し当該摺接部を介して上記溶接部の熱を上記遮熱カバーに伝達する伝熱ブラケットとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の発明による車両用排気装置は、請求項１記載の発明において、上記伝熱ブラケットは、上記遮熱カバーに溶接されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３記載の発明による車両用排気装置は、請求項１または請求項２記載の発明において、上記摺接部は金属メッシュで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係わり、図１は排気系のフロントエキゾーストパイプの全体斜視図、図２はフロントエキゾーストパイプのフレキシブルチューブ近傍における要部断面図、図３は図２のIII−III断面図である。尚、本実施の形態では、左右に各２気筒づつ有する水平対向４気筒エンジンの排気系を例に説明する。
【００１１】
図１において、符号１Ｌはエンジンの左側シリンダヘッド（図示せず）に連結される左側エキゾーストマニホルドを示し、符号１Ｒはエンジンの右側シリンダヘッド（図示せず）に連結される右側エキゾーストマニホルドを示す。
【００１２】
左側エキゾーストマニホルド１Ｌと右側エキゾーストマニホルド１Ｒは、フロントエキゾーストパイプ２で連結されており、エンジン左側の気筒からの排気ガスが、左側エキゾーストマニホルド１Ｌからフロントエキゾーストパイプ２内を通じて右側エキゾーストマニホルド１Ｒ内に導かれ、エンジン右側の気等からの排気ガスと合流されて、図示しない触媒、マフラ側へと排出されるようになっている。
【００１３】
また、図１中、符号３は遮熱カバーを示し、この遮熱カバー３は、フロントエキゾーストパイプ２の外側全域を所定間隔隔てた位置で覆うようになっている。
【００１４】
図１，２に示すように、フロントエキゾーストパイプ２は、上流側が左側エキゾーストマニホルド１Ｌに連結された第１の排気パイプとしての左側排気パイプ４Ｌと、下流側が右側エキゾーストマニホルド１Ｒに連結された第２の排気パイプとしての右側排気パイプ４Ｒとを有し、これら左側排気パイプ４Ｌと右側排気パイプ４Ｒとがフレキシブルチューブ１０を介して変位可能に連結されて要部が構成されている。
【００１５】
具体的に説明すると、左側排気パイプ４Ｌの下流端は縮径されており、右側排気パイプ４Ｒの上流端は拡径されている。そして、この縮径された左側排気パイプ４Ｌの下流端が、拡径された右側排気パイプ４Ｒの上流端内部に重合され、リング状のインシュレータ５を介して摺接されることにより、これらは互いに摺動自在な状態で連設されている。
【００１６】
左側排気パイプ４Ｌは、例えば、板厚が略２ｍｍのフェライト系ステンレス鋼材で構成され、この左側排気パイプ４Ｌの下流寄り外周には、例えば、板厚が略１．２ｍｍのフェライト系鋼材で構成された中間筒６が配設されている。中間筒６の基部には左側排気パイプ４Ｌに対する溶接部７が設定されており、この溶接部７によって、中間筒６は左側排気パイプ４Ｌに全周溶接されている。
【００１７】
同様に、右側排気パイプ４Ｒは、例えば板厚が略２ｍｍのフェライト系ステンレス鋼材で構成され、この右側排気パイプ４Ｒの上流寄り外周には、例えば、板厚が略１．２ｍｍのフェライト系鋼材で構成された中間筒８が配設されている。中間筒８の基部には右側排気パイプ４Ｒに対する溶接部９が設定されており、この溶接部９によって、中間筒８は右側排気パイプ４Ｒに全周溶接されている。
【００１８】
フレキシブルチューブ１０は、例えば、板厚が略０．６ｍｍ（０．３ｍｍの２重構造）のオーステナイト系ステンレス鋼材で構成されている。フレキシブルチューブ１０の両端には全周が各中間筒６，８の端部に対する溶接部１１，１２が設定されており、これら各溶接部１１，１２によって、フレキシブルチューブ１０の両端は各中間筒６，８に全周溶接されている。そして、これにより、フレキシブルチューブ１０は、互いに連設する左側排気パイプ４Ｌの下流側と右側排気パイプ４Ｒの上流側とを変位可能に連結する。
【００１９】
このように構成されたフロントエキゾーストパイプ２において、フレキシブルチューブ１０の外周には、溶接部１１，１２の熱を遮熱カバー３に伝達するための一対の伝熱ブラケット２０が対向配置されている。
【００２０】
図２，３に示すように、伝熱ブラケット２０は、両端が絞り形成された略半筒状の熱伝導性の良好な金属部材で構成され、各伝熱ブラケット２０の略中央部はスポット溶接によって遮熱カバー３に固設されている。
【００２１】
また、伝熱ブラケット２０の各端部には、各溶接部１１，１２にそれぞれ摺接する複数の摺接部２１がスポット溶接によって固設されている。この場合、各摺接部２１は、各溶接部１１，１２よりも相対的に軸方向に長尺に形成されており、従って、各摺接部２１は、各溶接部１１，１２の位置が熱によって変位された際にも、各溶接部１１，１２に確実に当接されるようになっている。また、フレキシブルチューブ１０の両端が所定以上伸長方向に変位した際には各摺接部２１の内側端部がフレキシブルチューブ１０の蛇腹部に当接されるようになっており、これにより、冷態時等に左右の排気パイプ４Ｌ，４Ｒが離間方向に変位することによるフレキシブルチューブ１０の過剰な伸長や、フレキシブルチューブ１０の熱膨張による過剰な湾曲等が規制されるようになっている。
【００２２】
ここで、各摺接部２１は、良好な熱伝導性を有し且つフレキシブルチューブ１０の径方向の熱膨張を吸収可能な部材で構成されることが望ましく、具体的には、金属メッシュで構成されることが望ましい。
【００２３】
次に、上述の構成による本実施の形態の作用について説明する。
図示しないエンジンが駆動されて排気系に排出ガスが流れると、排出ガスからの伝熱によって、左右の排気パイプ４Ｌ，４Ｒは、軸方向に熱膨張される。これにより、左側排気パイプ４Ｌの下流端と右側排気パイプ４Ｒの上流端との相対位置が変位されるが、このような変位はフレキシブルチューブ１０によって吸収される。
【００２４】
その際、フレキシブルチューブ１０両端の溶接部１１，１２には摺接部２１が常に当接されているので、各溶接部１１，１２の熱は伝熱ブラケット２０を介して遮熱カバー３に放熱され、異材溶接部である溶接部１１，１２の過熱が防止される。
【００２５】
このように、本実施の形態によれば、異材溶接部である溶接部１１，１２に伝達される熱を伝熱ブラケット２０を介して常に遮熱カバー３に放熱する構成としたので、フレキシブルチューブ１０と各中間筒６，８の熱膨張率の違いに起因する溶接部１１，１２の熱疲労を低減することができる。
【００２６】
従って、両排気パイプ４Ｌ，４Ｒの連結部の耐熱性を向上することができ、排ガス温度を高く設定することができるので、エンジンの出力やトルクの向上及び高速走行時の燃費の向上等を容易に実現することができる。また、伝熱ブラケット２０を介して溶接部１１，１２の熱を常に放熱することができるので、例えば図２に１点鎖線で示すように遮熱カバー３と各排気パイプ４Ｌ，４Ｒとの間に断熱材２５を適宜配設することも可能となり、このように断熱材２５を配設すれば、排気系による放射音の低減や周辺部材への熱害の低減等を実現することができる。
【００２７】
また、摺接部２１によってフレキシブルチューブ１０の過剰な変位や変形を防止することができるため、左側排気パイプ４Ｌの右側排気パイプ４Ｒからの離脱やフロントエキゾーストパイプ２全体としての熱変形等を防止することができる。
【００２８】
また、各摺接部２１を金属メッシュで構成することにより、各摺接部２１は、フレキシブルチューブ１０や中間筒６，８等が径方向に熱変形された際にも確実に溶接部１１，１２への当接状態を維持することができる。
【００２９】
なお、上述の実施の形態においては、フレキシブルチューブ１０の両端を、各中間筒６，８を介して各排気パイプ４Ｌ，４Ｒに溶接した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フレキシブルチューブ１０の両端を各排気パイプ４Ｌ，４Ｒに直接溶接してもよく、一方、中間筒等をそれぞれ２重以上介装して溶接してもよいことは勿論である。
【００３０】
また、上述の実施の形態においては、水平対向４気筒エンジンの排気系のフロントエキゾーストパイプ２の中途をフレキシブルチューブ１０を介して連結した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばフロントエキゾーストパイプよりも下流側の排気パイプに適用してもよく、また、他の形式のエンジンの排気系に適用してもよいことは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フレキシブルチューブを排気パイプに溶接する溶接部の熱を常に放熱することにより当該部分にかかる応力の集中を可能な限り分散低減し、高温下においても強度耐久性に非常に優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係わり、排気系のフロントエキゾーストパイプの全体斜視図
【図２】同上、フロントエキゾーストパイプのフレキシブルチューブ近傍における要部断面図
【図３】同上、図２のIII−III断面図
【図４】従来の技術に係わり、排気系のフロントエキゾーストパイプのフレキシブルチューブ内の構成を示す断面図
【図５】図４のＶ部拡大図
【符号の説明】
２  …  フロントエキゾーストパイプ
３  …  遮熱カバー
４Ｌ  …  左側排気パイプ（第１の排気パイプ）
４Ｒ  …  右側排気パイプ（第２の排気パイプ）
１０  …  フレキシブルチューブ
１１  …  溶接部
１２  …  溶接部
２０  …  伝熱ブラケット
２１  …  摺接部
【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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