(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内管と、内管の外周に間隙部を備えるように配設した外管とを有し、前記内管および前記外管の周壁にはそれぞれ開孔が設けられるとともに、前記外管には前記外管の開孔と対応する位置に、貫通孔を備えた取付部材が固設された排気管において、前記内管の開孔から管端までの距離が長い側の前記内管の開孔近傍に、前記間隙部の全周を閉塞するシール部材を設けたことを特徴とする排気管。
【請求項２】
内管と、内管の外周に間隙部を備えるように配設した外管とを有し、前記内管および前記外管の周壁にはそれぞれ開孔が設けられるとともに、前記外管には前記外管の開孔と対応する位置に、貫通孔を備えた取付部材が固設された排気管において、前記内管の開孔の両側の前記内管の開孔の近傍に、前記間隙部の全周を閉塞するシール部材を設けたことを特徴とする排気管。
【請求項３】
前記シール部材は金属細線をメリヤス状に編組するとともに環状に成形してなることを特徴とする請求項１又は２記載の排気管。
【請求項４】
前記シール部材近傍の前記内管に突起を設けたことを特徴とする請求項１乃至３記載の排気管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の排気系に設けられる排気管に係り、詳しくは内管と外管とを有する２重構造の排気管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の排気管として、触媒コンバータに導かれる排気ガスを保温するために、薄肉の内管と、内管の外周に間隙部を備えるように配設された外管とから構成された２重構造の排気管が採用される場合があった。また、排気管には排気ガスの状態を検出する各種センサ（例えば酸素センサなど）が取付部材を介して取付けられることがあり、このような取付部材を２重構造の排気管に配設するための構造として、例えば、特開平７−７１２４３号公報に記載された構造が提案されている。
【０００３】
この従来技術における排気管１００では、図１２に示すように、内管１０１の外周に間隙部１０２を備えるように外管１０３が配設されている。外管１０３には、センサ１０９を取付けるための取付部材１０７が溶接Ｗにて固設されている。取付部材１０７に設けられた貫通孔１０６と同心状に、内管１０１および外管１０３には開孔１０４および１０５がそれぞれ設けられ、さらに、内管１０１の開孔１０４の外周を囲むように環状のシール部材１０８が内管１０１と外管１０３との間に介装され、内管１０１の開孔１０４から間隙部１０２に排気ガスが漏出することを抑制している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２重構造の排気管においては、排気ガスが流通する内管１０１の熱膨張は外管１０３と比較して大きい。また、通常の排気管は直線部と湾曲部が組合された形状を有している。したがって、排気ガスが流通し内管１０１と外管１０３との間に熱膨張差が生じた際、内管１０１は、外管１０３に対して軸方向だけでなく径方向にも相対移動する。
【０００５】
上記図１２に示す従来構造の排気管では、内管１０１が軸方向に相対移動しても、シール部材１０８と内管１０１は摺動可能であるために、気密性は確保される。しかし、シール部材１０８と内管１０１は接触しているのみであるため、内管１０１が径方向に相対移動した際には、シール部材１０８と内管１０１が離間し、排気ガスが間隙部１０２に漏出する場合がある。したがって、排気ガスの温度低下、すなわち排気管１００の保温性が低下することが懸念される。
【０００６】
そこで本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、内管と外管からなる２重構造の排気管において、内管と外管との相対移動を許容しつつ、取付部材近傍の内管からの排気ガスの漏出を確実に防止し、保温性の低下を抑制することにある。
【０００７】
【問題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、請求項１記載の発明は、内管と、内管の外周に間隙部を備えるように配設した外管とを有し、前記内管および前記外管の周壁にはそれぞれ開孔が設けられるとともに、前記外管には前記外管の開孔と対応する位置に、貫通孔を備えた取付部材が固設された排気管において、前記内管の開孔から管端までの距離が長い側の前記内管の開孔近傍に、前記間隙部の全周を閉塞するシール部材を設けたことをその要旨とするものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、内管と、内管の外周に間隙部を備えるように配設した外管とを有し、前記内管および前記外管の周壁にはそれぞれ開孔が設けられるとともに、前記外管には前記外管の開孔と対応する位置に、貫通孔を備えた取付部材が固設された排気管において、前記内管の開孔の両側の前記内管の開孔の近傍に、前記間隙部の全周を閉塞するシール部材を設けたことをその要旨とするものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の排気管において、前記シール部材は金属細線をメリヤス状に編組するとともに環状に成形してなることをその要旨とするものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の排気管において、前記シール部材近傍の前記内管に突起を設けたことをその要旨とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車の排気管として具体化した第１の実施の形態について図１〜３を参照して説明する。
【００１３】
図１は排気管１の搭載状態を示す概略図である。同図において、エンジン（図示せず）から排出された排気ガスは、エキゾーストマニホールド（図示せず）を通ってフランジ６を介して接続された排気管１に導かれる。さらに、排気管１の内管２を流通した排気ガスは、触媒コンバータ７に導かれ排気ガス中の有害物質が浄化される。その後、フランジ８を介して接続された下流側排気管（図示せず）を通って車外に排出されるようになっている。
【００１４】
排気管１は、内管２の外周に間隙部３を備えるようにして外管４が配設されている。内管２および外管４はともにステンレスなどの金属製のパイプよりなり、内管２は熱容量を小さくする目的で、外管４より薄肉に形成されている。外管４の上流端４ａは縮径されて内管２と固着されるとともに、エキゾーストマニホールドと接続するためのフランジ６が固着されている。一方、外管４の下流端４ｂには、触媒コンバータ７が固着されるとともに、その近傍にはセンサなどを取付けるための取付部材５が設けられている。
【００１５】
取付部材５近傍の排気管１は図２に示すように、内管２の周壁には開孔９が設けられ、外管４の周壁には内管２の開孔９と同心状に開孔１０が設けられている。さらに、外管４には貫通孔１１が設けられた取付部材５が、外管４の開孔１０と貫通孔１１とが同心状になるように配置されて溶接Ｗにて固着されている。取付部材５は金属粉末を円筒状に焼結して形成したもので、貫通孔１１にはセンサを螺合可能にするため雌螺子１１ａが設けられている。
【００１６】
次に、シール部材１２について説明する。シール部材１２は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、ステンレスなどの金属細線をメリヤス状に編組し、環状に成形したものであり、適度な弾性と気密性とを兼ね備えている。また、シール部材１２は、図２に示すように、内管２の開孔９近傍の上流側に、内管２にスポット溶接（図示せず）により固着されている。ここで、図１に示すように、内管２の開孔９から内管の上流端２ａまでの長さＡは、内管２の開孔９から内管の下流端２ｂまでの長さＢよりも長く設定されている。また、シール部材１２の外周面１２ａは外管４の内周面と密着し、内周面１２ｂは内管２の外周面と密着し、間隙部３の全周を閉塞するようになっている。
【００１７】
以上説明した構成を備えた本実施の形態の作用および効果について説明する。排気ガスが排気管１の内管２に導かれ、内管２と外管４との間に温度差が生じ、両管には熱膨張差が生じる。この際、外管４とシール部材１２とは摺動可能になっているため、内管２は軸方向に相対移動可能である。したがって、内管２に座屈などが発生することがない。また、内管２が径方向に相対移動しても、シール部材１２は弾性を有しているため、その相対移動を許容するとともに、気密性が確保される。したがって、内管２の開孔９から排気ガスが漏出しても、シール部材１２が間隙部３の全周を閉塞しているので、開孔９から管端までの距離が長い、すなわち間隙容量の大きい上流側Ａに排気ガスが漏出しないため、排気ガス温度の低下を可及的に小さくすることが可能である。
【００１８】
次に、第１の実施の形態以外の実施形態について、その相違点を中心に説明する。なお、第１の実施の形態と同様な構成および相当する構成については、同一の符号を付すとともにその説明を省略する。
【００１９】
以下、第２の実施の形態について図４を参照して説明する。本実施の形態においては、内管２の開孔９の上流側Ａの近傍だけでなく、下流側Ｂの近傍にもシール部材１２と同様のシール部材１３が空隙部３の全周を閉塞している。したがって、上流側Ａだけでなく下流側Ｂにも排気ガスが漏出しないため、第１の実施の形態よりも一層排気ガス温度の低下を小さくすることが可能である。
【００２０】
次に、第３の実施の形態について図５〜６を参照して説明する。図５に示すように、本実施の形態において取付部材２５は、排気管２１の外管２４の上流端２４ａの近傍に設けられている点で、第１の実施の形態と相違する。取付部材２５の近傍の排気管２１は図６に示すように、内管２２の周壁には開孔２６が設けられ、外管２４の周壁には内管２２の開孔２６と同心状に開孔２７が設けられている。さらに、外管２４には貫通孔１１が設けられた取付部材２５が、外管４の開孔２７と貫通孔１１とが同心状になるように配置されて溶接Ｗにて固着されている。シール部材２８は、内管２２の開孔２６の下流側の近傍に、内管２２にスポット溶接（図示せず）により固着されている。ここで、図５に示すように、内管２２の開孔２６から内管の下流端２２ｂまでの長さＤは、内管２２の開孔２６から内管の上流端２２ａまでの長さＣよりも長く設定されている。また、シール部材２８の外周面２８ａは外管２４の内周面と密着し、内周面２８ｂは内管２２の外周面と密着し、間隙部２３の全周を閉塞するようになっている。
【００２１】
第３の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、内管２２の開孔２６から排気ガスが漏出しても、シール部材２８が間隙部２３の全周を閉塞しているので、開孔２６から管端までの距離が長い、すなわち容量の大きい下流側Ｄに排気ガスが漏出しないため、排気ガス温度の低下を可及的に小さくすることが可能である。
【００２２】
また、第３の実施の形態においても第２の実施形態と同様に、内管２２の開孔２６の下流側Ｄの近傍だけでなく、上流側Ｃの近傍にもシール部材２８と同様のシール部材を配設することにより、一層排気ガス温度の低下を小さくすることが可能である。
【００２３】
次に、第４の実施の形態について図７〜８を参照して説明する。本実施例においては、取付部材３５近傍の外管３４および内管３２が偏平に形成されている点で、第１の実施形態と相違する。さらに、シール部材３６は、内管３２にスポット溶接などで固定されておらず、内管に突設された突起３７によって軸方向への移動を規制される。
【００２４】
第４の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、排気ガス温度の低下を可及的に小さくすることが可能である。さらに、突起３７によりシール部材３６の軸方向への移動を規制しているので、シール部材３６にスポット溶接の打痕が形成されず、排気ガスの漏出の防止に効果がある。
【００２５】
上記実施の形態においては、内管および外管の周壁に設けた開孔と貫通孔とを同心状に設けたが、必ずしも同心状に設ける必要はなく、取付部材を介して取付けるセンサなどが内管内部に到達可能なように、各開孔と貫通孔とがラップするように配設されていればよい。例えば、内管の軸方向の相対移動を考慮して、内管の開孔を外管の開孔に対して若干上流側に設けたり、内管の開孔を長円形状にするなどしてもよい。
【００２６】
また、シール部材は、内管の外周面と外管の内周面とに密着して、空隙部を少なくとも一周以上して閉塞するような、すなわち管軸と略同軸な略環状体であればよく、例えば図９に示すような、金属細線をメリヤス状に編組し帯状に成形したものを、内管に螺旋状に密巻きしてシール部材としてもよい。
【００２７】
さらに、シール部材は、適度な弾性と気密性とを兼ね備えているものであれば適用可能であり、例えば、適当な繊維長の金属繊維を絡み合わせて、環状または帯状に成形したものを使用してもよい。ただし、上記実施例のように、メリヤス状に編組した金属細線を環状に成形してシール部材を形成することにより、金属細線の端末を少なくすることができるため、シール材の耐久性を高くすることができる。
【００２８】
なお、シール部材の配設位置および使用個数は任意であり、必要に応じて組み合わせて設定すればよい。
【００２９】
また、取付部材は取付けられるセンサなどに応じて適した形状、材質、製法（鍛造、鋳造、切削など）のもの任意に選択すればよく、例えば図１０〜１１に示すように、板材を塑性加工して形成したものを取付部材として用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１および２に記載の排気管によれば、熱膨張差による内管の外管に対する相対移動を妨げないので、内管の座屈を防止できる。また、内管が外管に対して径方向に相対移動した場合においても、排気管の保温性の低下を確実に抑制できる。
【００３３】
請求項３に記載の排気管によれば、排気管の保温性の低下を長期間に渡って抑制できる。
【００３４】
請求項４に記載の排気管によれば、一層排気管の保温性の低下を抑制できる。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における排気管の搭載状態を示す概略図。
【図２】第１の実施の形態における排気管の取付部材近傍の断面図。
【図３】（ａ）シール材の正面図。
（ｂ）シール材の側面図。
【図４】第２の実施の形態における排気管の取付部材近傍の断面図。
【図５】第３の実施の形態における排気管の搭載状態を示す概略図。
【図６】第３の実施の形態における排気管の取付部材近傍の断面図。
【図７】第４の実施の形態における排気管の取付部材近傍の断面図。
【図８】図７におけるＥ−Ｅの断面図。
【図９】（ａ）シール材の変形例の正面図。
（ｂ）シール材の変形例の側面図。
【図１０】（ａ），（ｂ）板材を塑性加工して形成した取付部材を固設した排気管の取付部材近傍の断面図。
【図１１】（ａ），（ｂ）板材を塑性加工して形成した取付部材を固設した排気管の取付部材近傍の断面図。
【図１２】従来技術における排気管の取付部材近傍の断面図。
【符号の説明】
１，２１，３１    排気管
２，２２，３２    内管
３，２３，３３    間隙部
４，２４，３４    外管
５，２５，３５，４５，４６    取付部材
９，１０，２６，２７，３８，３９  開孔
１１  貫通孔
１２，１３，２８，３６  シール部材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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