(57)【要約】【課題】温度変化に対しても排気管を構成する各部材間の密封性を確保し、排気ガスが通る処理装置の作動面にガスの流れがより適切に配分されるように排気ガスを拡散することを可能とする継手を提供する。【解決手段】排気管を構成する部材５０間の密封性を確保する金属板を有する継手１０であって、排気ガスの通過面Ｓを囲むように設けられた少なくとも一つの変形部により構成されるシール手段１２と、金属板に設けられ、通過面Ｓを横切る排気ガスの流れを拡散する拡散手段１４と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2007154878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管を構成する部材間の密封性を確保する金属板を有する継手であって、
排気ガスの通過面を囲むように設けられた少なくとも一つの変形部により構成されるシール手段と、
前記金属板に設けられ、前記通過面を横切る排気ガスの流れを拡散する拡散手段と、を備えることを特徴とする継手。
【請求項２】
前記拡散手段は前記通過面において排気ガスの流れを配分することを特徴とする請求項１に記載の継手。
【請求項３】
前記拡散手段は前記通過面の中央よりも前記通過面の周辺における開放領域で排気ガスの密度を高くすることを特徴とする請求項２に記載の継手。
【請求項４】
前記拡散手段は、前記通過面の中央側に配置される少なくとも一つの小径の孔と、前記通過面の周辺側に配置される少なくとも一つの大径の孔とを含むことを特徴とする請求項３に記載の継手。
【請求項５】
前記シール手段は、内側に前記通過面がおかれる閉鎖曲線に沿った少なくとも一つのリブにより構成され、該リブの弾性変形によって密封性を確保することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の継手。
【請求項６】
前記シール手段は、内側に前記通過面がおかれる閉鎖曲線に沿った突出部により構成され、該突出部の弾性変形によって密封性を確保することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の継手。
【請求項７】
前記シール手段を含む少なくとも一つのシールプレートと、前記拡散手段を含む少なくとも一つの拡散プレートとを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の継手。
【請求項８】
少なくとも二つのシールプレートの間に挟まれた少なくとも一つの拡散プレートを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の継手。
【請求項９】
前記通過面の外縁に配置される伝熱手段を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の継手。
【請求項１０】
前記伝熱手段は、少なくとも一つの拡散プレートと、少なくとも一つの密封用の構成部材とに当接するように配置されることを特徴とする請求項９に記載の継手。
【請求項１１】
前記伝熱手段は銅製であることを特徴とする請求項９または１０に記載の継手。
【請求項１２】
前記通過面の周りに配置される断熱手段を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の継手。
【請求項１３】
前記断熱手段は、温度変化によって膨張可能であることを特徴とする請求項１２に記載の継手。
【請求項１４】
少なくとも二つのシールプレートの間に挟まれた少なくとも一つの拡散プレートを有し、
前記断熱手段は、少なくとも一つの拡散プレートに設けられた通路であって、該断熱手
段に適合する形状の通路に配置され、前記拡散プレートの両面側で少なくとも２つのシールプレートにより締めつけられることを特徴とする請求項１２または１３に記載の継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に排気管の管内で循環する排気ガスの流れを拡散することができる継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
市販されている車両の排気管は、エンジン性能において一定の役割を果たし、音響面での快適性を改善するとともに、汚染物質の放出を減少させることができる。国際規格の改訂により汚染物質の放出に際して許可される閾値がますます下げられており、そうした改訂に伴って、新型の排気ガス処理装置の処理効率を高めることがより一層必要になってきている。このような排気ガス処理装置としては次の二種類が存在する。
【０００３】
一つは、排気ガスに含まれる有害成分を大気の通常成分に変換する触媒フィルタであり、もう一つは、環境に悪影響を及ぼす汚染粒子の排出を回避する粒子フィルタである。
【０００４】
これらの新型装置の進歩にもかかわらず、特に車両の使用によって、経時的に処理装置が劣化してしまい、熱機関の燃焼により発生した環境に悪影響を及ぼす成分が処理装置を通過してしまうことがある。
【０００５】
ここで、処理装置の効率が低下する第一の原因は、処理装置の作動面における排気ガスの流れの配分が悪いことにある。つまり、排気ガスは、管の中央で流れがより速いので、排気ガスは管の中央に集中し、排気ガスは処理装置における作動面に対して不均等に配分される。こうした排気ガスの不均等な配分により、処理装置の作動面が早期に劣化し、その結果、排気ガス処理装置の効率が徐々に落ちてしまう。
【０００６】
環境に対して悪影響を及ぼす成分が処理または濾過されずに排気される第二の理由は、排気管を構成する各部材間に設けられる継手の密封性に欠けることにある。排気管は、車両の使用時に大きな温度変化を被るので、排気管を構成する部材が膨張する。この膨張が、排気管の各部材間に設けられた継手を変形させることによって、継手の密封性が劣化してしまう。なお、管内を流れる気体の流れを制御する技術として、気体の流れを整流させる技術が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３２８８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、温度変化に対しても排気管を構成する各部材間の密封性を確保し、排気ガスが通る処理装置の作動面にガスの流れがより適切に配分されるように排気ガスを拡散することを可能とする継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【０００９】
すなわち、本発明は、
排気管を構成する部材間の密封性を確保する金属板を有する継手であって、
排気ガスの通過面を囲むように設けられた少なくとも一つの変形部により構成されるシール手段と、
前記金属板に設けられ、前記通過面を横切る排気ガスの流れを拡散する拡散手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記拡散手段は前記通過面において排気ガスの流れを配分するとよい。
【００１１】
前記拡散手段は前記通過面の中央よりも前記通過面の周辺における開放領域で排気ガスの密度を高くするとよい。
【００１２】
前記拡散手段は、前記通過面の中央側に配置される少なくとも一つの小径の孔と、前記通過面の周辺側に配置される少なくとも一つの大径の孔とを含むとよい。
【００１３】
前記シール手段は、内側に前記通過面がおかれる閉鎖曲線に沿った少なくとも一つのリブにより構成され、該リブの弾性変形によって密封性を確保するとよい。
【００１４】
前記シール手段は、内側に前記通過面がおかれる閉鎖曲線に沿った突出部により構成され、該突出部の弾性変形によって密封性を確保するとよい。
【００１５】
前記シール手段を含む少なくとも一つのシールプレートと、前記拡散手段を含む少なくとも一つの拡散プレートとを有するとよい。
【００１６】
少なくとも二つのシールプレートの間に挟まれた少なくとも一つの拡散プレートを有するとよい。
【００１７】
前記通過面の外縁に配置される伝熱手段を有するとよい。
【００１８】
前記伝熱手段は、少なくとも一つの拡散プレートと、少なくとも一つの密封用の構成部材とに当接するように配置されるとよい。
【００１９】
前記伝熱手段は銅製であるとよい。
【００２０】
前記通過面の周りに配置される断熱手段を有するとよい。
【００２１】
前記断熱手段は、温度変化によって膨張可能であるとよい。
【００２２】
少なくとも二つのシールプレートの間に挟まれた少なくとも一つの拡散プレートを有し、
前記断熱手段は、少なくとも一つの拡散プレートに設けられた通路であって、該断熱手段に適合する形状の通路に配置され、前記拡散プレートの両面側で少なくとも２つのシールプレートにより締めつけられるとよい。
【００２３】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、温度変化に対しても排気管を構成する各部材間の密封性を確保し、排気ガスが通る処理装置の作動面にガスの流れがより適切に配分されるように排気ガスを拡散することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２６】
（実施例）
以下の説明では、排気管を構成する構成部材５０同士の連結部に配置され、長さや幅に比べて薄い部品であるプレートにより構成された継手１０を例にして説明する。なお、プレートは金属板である。
【００２７】
本発明の変形例によれば、継手１０は、シール手段１２と、排気ガスの流れを拡散する拡散手段１４の両者を兼ね備えた単一の金属板とすることができる。
【００２８】
以下の説明において、継手１０は、密封される部材間の連結部で密封性を確保可能なシール手段１２を備えたシールプレート１６と呼ばれる少なくとも一つの第一の部品と、ガスの流れを配分可能な拡散手段１４を備えた拡散プレート１８と呼ばれる少なくとも一つの第二の部品とからなる。このように、層状に構成された継手とすると好適である。何故なら、少なくとも一つのプレートに継手の二つの機能の各々を付与することができるからである。すなわち、少なくとも一方のプレートは連結部の密封性の確保用、他方のプレートはガスの拡散用とすることができる。
【００２９】
図１に示すように、継手１０は固定手段２０を備えている。本実施例では、この固定手段２０は、たとえば管３２のフランジ３０に固定されるねじ等の固定部材が挿入される孔である。固定手段２０と、それに結合される固定部材については、当業者にとって既知であるので、ここでは詳しく説明しない。固定手段は、シールプレート１６および／または拡散プレート１８に設けられる。
【００３０】
以下の説明では、継手１０が、少なくとも一つの管３２と排気管を構成する他の部材との連結部に配置されるものとし、管３２は、固定手段２０を備えたフランジ３０を連結部分に備えているものとする。また、通過面Ｓは、継手の位置でガスが通り得る最大面に相当する。また、通過面Ｓは、拡散手段１４によりガスの流れが配分され得る最大面にも相当する。
【００３１】
一般的に、排気管においては、ガスの速度が管の周辺よりも中央の方で速い。排気管のガスの流れをより適切に配分するために、本発明が提案する解決方法は、排気管の中央と排気管の周辺との間でガスの流れの速度勾配を変えることにある。そのため、拡散手段１４は、拡散プレート１８の通過面Ｓの周辺の開放領域で通過面Ｓの中央よりも排気ガスの密度をかなり高くするようにしている。このように、通過面Ｓの周辺でかなり広い領域を開放し、通過面Ｓの中央ではほぼ閉じた領域とすることにより、通過面Ｓの中央で排気ガスの流れを制限し、通過面Ｓの周辺で排気ガスの流れを加速させる。
【００３２】
拡散プレート１８に設けられる拡散手段１４は、拡散プレート１８に形成される、形状と位置が様々な少なくとも一つの開口部２２を含む。
【００３３】
排気ガスの流れの配分をさらに良くするために、拡散プレート１８には、好適には寸法がかなり異なるパネル孔２２が設けられる。そして、小径の孔２４が通過面Ｓの中央側に配置され、大径の孔２６が通過面Ｓの周辺側に配置される。これらの拡散手段１４を構成するために使用されている孔２２の数，位置，形状および寸法は、拡散プレート１８に応じて様々に変えることができ、また所望の配分に応じて適宜設定することができる。
【００３４】
本発明の変形例によれば、拡散手段は、数，位置，形状および寸法がそれぞれ異なる孔を含む複数の拡散プレートから構成可能である。
【００３５】
図２（Ａ）は、シール手段１２の一つ目の実施形態を示しており、シールプレート１６
に少なくとも一つのリブ２８が設けられたものに関する。このリブ２８は、継手１０の他の部分よりも突出しているので、継手１０を備える接続部品を締め付けると、フランジ３０と拡散プレート１８がシールプレート１６のリブ２８を圧縮する。シールプレート１６は、一定の弾性を有する材料によって一定の厚みに製造されるので、リブ２８は締め付け荷重の作用によって偏平化し、金属板が弾性的に変形しても、拡散プレート１８とフランジ３０との間は密封される。完全な密封を行うために、リブ２８は、通過面Ｓが内側におかれる閉鎖曲線に沿うように設けられる。
【００３６】
図２（Ｂ）に示したシール手段の二つ目の実施形態においては、シールプレート１６が少なくとも一つの突出部またはハーフリブ３４を備えている。シールプレート１６は一定の弾性を有する材料によって一定の厚みに製造されるので、突出部またはハーフリブ３４は、締め付け荷重によって偏平化し、拡散プレート１８と管３２のフランジ３０との間を密封する。完全な密封を行うために、突出部またはハーフリブ３４は、通過面Ｓが内側におかれる閉鎖曲線に沿うように設けられる。
【００３７】
温度変化の幅または頻度がどのようなものであろうとも、排気管を構成する様々な部材間の密封性を確保するために、継手１０に伝熱手段３６を設けることができる。伝熱手段３６は、拡散プレート１８に蓄積される熱をフランジ側に伝える。その結果、放熱され、リブ等のシール部材の急激な温度上昇を防止することができる。これらの伝熱手段３６は、その効率を高めるために、通過面Ｓの外縁において、拡散プレート１８と少なくとも一つの密封用の構成部材とに当接するように配置される。この伝熱手段３６は、拡散プレート１８に配置することもできるが、好適にはシールプレート１６に固定される。図２（Ｃ）に示すように、伝熱手段３６は、通過面Ｓを囲むように設けられる、断面がＣ型のリングによって構成することができる。伝熱手段３６は、上記の断面がＣ型の部分によって、少なくとも、排気ガスを通すためにシールプレート１６に設けられた通過面Ｓとほぼ同径の開口部の開口端縁をクランプする。
【００３８】
より具体的な例によれば、伝熱手段３６は、銅製であり、良好な熱伝導体である。さらに、銅は可撓性を有するので、固定手段２０によって締め付ける際に、伝熱手段３６は、排気管を構成する構成部材と拡散プレート１８との間で圧縮されることによって密封機能を発揮し、かつ、多少なりとも剛性を有することから、リブ２８の圧縮を制限するストッパ機能も発揮する。
【００３９】
逆に、触媒フィルタ等の幾つかの排気ガス処理装置の効率を高めるには、温度を維持させるために、排気ガスが放出する熱を逃さないようにする方が有効なことがある。具体例として、継手１０に、ガス処理装置の前段で通過面Ｓの位置に熱を閉じ込めるための断熱手段を設けたものを挙げることができる。この断熱手段３８は、断熱材料からなる少なくとも一つの断熱部材４０から構成される。この断熱部材４０は、通過面Ｓの周りを囲む形状である。
【００４０】
図２（Ｄ）に示した実施例によれば、断熱部材４０は、シールプレート１６に形成された溝４４であって、断熱部材４０に適合する形状の溝４４に配置され、拡散プレート１８に接すると同時にシールプレート１６にも接する。そして、断熱部材４０は、フランジ側への拡散プレート１８の放熱を制限する。このように、断熱手段３８によって、温度をより一層維持させることができ、ガス処理を促進させることができる。
【００４１】
本実施例における以下の説明では、継手１０は、拡散手段１４を含む拡散プレート１８からなり、拡散プレート１８は、それぞれがシール手段１２を備えた２枚のシールプレート１６の間に挟まれている。
【００４２】
図２（Ｅ）に示した実施例によれば、断熱部材４０は、拡散プレート１８に設けられた通路４２であって、断熱部材４０に適合する形状の通路４２に配置され、拡散プレート１８の両面側で２枚のシールプレート１６によって締め付けられる。理想的には、少なくとも一つのリブ２８からなるシール手段１２と、拡散プレート１８の通路４２とが、断熱部材４０に適合する溝を形成する。断熱部材４０は、拡散プレート１８とシールプレート１６に同時に当接する。そして、断熱部材４０は、フランジ側への拡散プレート１８の放熱を制限する。このように、断熱手段３８によって、温度をより一層維持させることができ、ガス処理を促進させることができる。
【００４３】
好適には、断熱手段３８は、密封性を改善するために、排気管の動作温度で膨張し得る複合材料によって構成される。断熱部材４０は、膨張によって、リブ２８を含むシールプレート１６の膨張時に、フランジ３０に対してリブ２８を圧縮した状態で保持する応力を生じさせることができる。このような断熱材料については、例えば、仏国特許第２８２４６１３号明細書に記載されている。機械特性、特に弾性を、経時的に維持することができるこの材料によって、温度変化の幅や頻度がどのようなものであっても密封性が保証される。以上のように、断熱手段３８は、温度変化の際に弾性を維持しながら、温度をより一層維持させると共に、より確実に密封することによって排気ガス処理を促進させることができる。
【００４４】
各実施例で示した拡散機能を有する継手を構成するプレートの組立を堅固にするには、溶接によって、少なくとも２枚のプレートを相互に結合すればよい。組み立てるプレートの寸法，形状および厚みは、それぞれ異なるものにしてよい。たとえば、拡散プレート１８を、２枚のシールプレート１６の間に挟む実施例では、拡散プレート１８の寸法をガスの通過面Ｓよりもやや大きくする一方で、シールプレート１６の寸法よりも小さくする。そして、拡散プレート１８は、フランジ３０の大きさにほぼ等しい大型寸法の２枚のシールプレート１６の間に保持され、その中央に配置される。
【００４５】
継手の具体例としては、拡散手段が、拡散プレートによって濾過の補助を行なうように構成することができ、より好適には、拡散プレートが濾過構成部を形成することができる。
【００４６】
継手１０は、ガスが内部で循環する排気管の構造や、排気管を構成する各部材同士を連結する部分の形状に応じて、あらゆる所望の形にすることができる。
【００４７】
本発明は、特に、車両の排気管、その他、大気中に汚染物質を排出し得る熱機関を備えたあらゆる装置の排気管の問題に関するものである。ただし、本発明は、ガスの流れをより適切に拡散させるとともに、各部材間の連結部において密封機能を果たすことが可能な、あらゆる一般的なシステムや装置に適用し得る。
【００４８】
もちろん、本発明は、上記の実施例に限定されるものでなく、特に継手１０の寸法や形状に関して、また、拡散機能を有する継手１０の各構成部材の材料に関して、あらゆる変形例を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例に係る継手の平面図である。
【図２】本発明の実施例に係る継手の断面図である（図１中のＡＡ断面に相当するもので、（Ａ）はシール手段の一つ目の実施形態を示し、（Ｂ）はシール手段の二つ目の実施形態を示し、（Ｃ）は伝熱手段を備えた例を示し、（Ｄ）は断熱手段を備えた一つ目の実施形態を示し、（Ｅ）は断熱手段を備えた二つ目の実施形態を示す）。
【符号の説明】
【００５０】
１０  継手
１２  シール手段
１４  拡散手段
１６  シールプレート
１８  拡散プレート
２０  固定手段
２２  パネル孔
２４  （小径の）孔
２６  （大径の）孔
２８  リブ
３０  フランジ
３２  管
３４  ハーフリブ
３６  伝熱手段
３８  断熱手段
４０  断熱部材
４２  通路
４４  溝
５０  （排気管を構成する）部材
Ｓ  通過面
【図１】
2007154878.tif 000003
【図２】
2007154878.tif 000004