(57)【要約】【課題】可撓性内管を有する２重管が持つ製造容易性を維持したまま、断熱性を向上させる。【解決手段】外管とインターロック管から成る内管の間に全長に亘る空隙を形成し、外管の両端に固着したフランジから支持手段を延出して、内管の両端を支持するとともに空隙の両端を閉塞する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強度を担う外管に可撓性内管を内設した車両の排気管において、
インターロック管から成る内管を外管から離隔して空隙を形成し、
該空隙内に弾性支持部材を前記外管と前記内管で挟持し、
前記外管の両端に締結用フランジを固着するとともに該締結用フランジから前記外管内まで支持手段を延出し、
該支持手段にて前記内管の両端を支持するとともに前記空隙の両端を閉塞した、
ことを特徴とする車両の排気管。
【請求項２】
前記弾性支持部材は金属繊維の錯綜体を環状に成形したものであって、
前記空隙内に複数個が分散配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の排気管。
【請求項３】
前記弾性支持部材は中心軸と平行の断面において略傘型である、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両の排気管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は車両の排気管構造に関し、特に排気ガスの保温に優れた２重管構造に係わる。
【背景技術】
【０００２】  近時の自動車の排気管には、排気処理装置として触媒コンバータやディーゼルパティキュレートフィルタ等が装着されており、それらを所定温度以上で効率的に作動させるため、その上流側排気管には保温機能が求められる。特に、排気ガス発生源である内燃機関から排気処理装置までの距離が長い場合には、排気ガスの温度低下を防ぐために、金属製の外管と薄肉内管から成る２層構造の排気管が多用される。【０００３】  ２層構造の排気管の保温性を向上させるには、内外管を離隔し全長に亘る空隙を設けて、空気層で薄肉内管を囲繞する２重管構造の排気管（以下、本来２重管という）が望ましい。一方、車両搭載状態においては、他部品を避ける経路設定のため複数の曲げ部形成が避けられない。そのため、本来２重管の曲げ加工においては、空隙や内管内に氷・ショット粒・専用芯金等を充填して曲げる特殊工程を要し、その準備・後処理工程まで含めて、製造工程と設備の複雑化、及びそれに伴う製造時間とコストの増大を免れない。【０００４】  そこで、上記特殊工程を必要とせず慣用曲げ工法で対応可能な方策として、凹凸状の可撓性薄肉内管を外管内に密着内装し凹凸で断続的空隙を形成する、擬似的な２重管構造の排気管が提唱されている。例えば、特開２００１−３１７３５０号公報には、外管を曲げた後にベローズ管かインターロック管から成る内管を挿入するか、あるいは、外管にベローズ管かインターロック管から成る内管を挿入後に曲げ加工を施す２重管が開示されている。また、特開２００３−１２０２８５号公報には、外管を曲げた後にスパイラル状のインターロック管から成る内管を挿入し、締結用フランジを外管内へ突出させて内管端部を嵌合保持する２重管が開示されている。【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３１７３５０号公報
【特許文献２】特開２００３−１２０２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された２重管構造の排気管はどちらも、断続環状あるいは螺旋状に形成される空隙により若干の断熱性は得られるものの、空隙自体の容量は本来２重管と比して僅かであり、断熱空気層が不足し所望の断熱性を確保し難い。また、内管と外管の線接触部分での熱伝達が不可避のため、ロス分だけ保温性が悪化する。更に、特許文献２に開示された２重管構造の排気管においては、別体のインナパイプが内管内へ深く接触したり、締結用フランジが内管と外管間に深く介入しているため、熱伝達ロスが増えると同時にこの部分に空隙を形成できないことから、一層保温性が悪化するという問題がある。【０００７】  この問題を解決すべく、本来２重管と同様に外管内に空隙を確保して可撓性内管を配することも考えられるが、可撓性であるが故に内管は自己保持できず外管と広く接触してしまい、問題の解決にならない。更に、稼動中の振動によって内管が自由に動くので、外管と衝接し異音発生や変形を惹起する。【０００８】  本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、内管が可撓性である２重管構造の排気管においても、本来２重管と同等の断熱性、ひいては排気ガス保温性を得られる排気管を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記課題を解決するため、本発明は請求項１に記載のように、強度を担う外管に可撓性内管を内設した車両の排気管において、インターロック管から成る内管を外管から離隔して全長に亘る空隙を形成し、空隙内に弾性支持部材を配して外管と内管によって圧縮挟持し、外管の両端に固着した締結用フランジから支持手段を延出して内管の両端を支持するとともに空隙の両端を閉塞したことを特徴とする。【００１０】  また、請求項２に記載のように、弾性支持部材は金属繊維の錯綜体を環状に成形したものであって、空隙内に複数個が分散配置されるものであるとよい。【００１１】  また、請求項３に記載のように、弾性支持部材は中心軸と平行の断面において略傘型であるとよい。
【発明の効果】
【００１２】  本発明によれば、可撓性内管式２重管が有する製造容易性を維持したまま、断熱性、ひいては所望の排気ガス保温性を、本来２重管と同等にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明による２重管構造の排気管１の全体側面図である。排気管１の全体強度を担う外管２の内部に、インターロック管から成る可撓性内管３が支持され、内管３と外管２の間には略全長に亘って、断熱空気層たる環状の空隙４が形成される。そして、外管２の両端部には、相手部品との締結用フランジ５，６が外嵌され溶接固定されている。【００１４】  空隙４内には、金属錯綜体（ワイヤメッシュ等）から成る環状の弾性支持部材２０が３ヶ所に配されている。図３に詳説するように、中心軸と平行の断面において外向きの略傘型断面を有する環状の弾性支持部材２０は、頂部２１を外管２内面に接触すると共に、脚部２２，２３を内管３外面に接触した状態で、外管２内面と内管３外面によって圧縮挟持される。これによって、内管３と外管２間に一定の厚さの空隙４が確保され、所期の断熱層を形成している。【００１５】  なお、弾性支持部材２０は放射方向に凸の傘型断面であるため、エンジンや車両に起因する諸振動に対しても、錯綜体の圧縮変形に加え傘型断面の変形によって内管３を追従保持するとともに、振動をダンピングする。したがって、内管３の不具合を防止できる。外管２と頂部２１は線接触なので僅かな熱伝達はあるものの、弾性支持部材２０の数が少ないため（通常使用状態において２〜４個）、全体的な保温性には殆ど影響しない。なお、弾性支持部材２０の数は内管を動的・耐久的に支持し得る最小個数が望ましいが、設計・製造・使用等の要件に応じて、適宜設定すればよい。【００１６】  製造においては、各弾性支持部材２０を外嵌した内管３を外管２内へ挿入後に外管２に曲げ加工を施す場合には、可撓性インターロック管である内管３が曲折に追従すると共に、各弾性支持部材２０がスペーサとなって内管３と外管２間に空隙４を確保する。あるいは、予め曲げ加工を施した外管２内へ各弾性支持部材２０を外嵌した内管３を挿入する場合であっても、内管３が外管２の曲折形状に追従すると共に、各弾性支持部材２０がスペーサとなって、内管３と外管２間に所期の空隙４を確保できる。【００１７】  なお、いずれの工程においても、各弾性支持部材２０を外嵌した内管３を外管２内へ挿入するに際しては、図６に示すように、挿入容易化のために各弾性支持部材２０を可燃性粘着テープ５０等の複数巻回により縮径し、内管３に仮止めしておくのが好適である。これによって、各弾性支持部材２０が所定位置に固定されるとともに外径Ｄが外管２内径より小さく保たれるので、挿入時に障害となることを防止できる。外管２へ挿入後、最初の稼動時に高温排気ガスにより可燃性粘着テープは熱分解あるいは焼失し、各弾性支持部材２０は本来の径に復元して、空隙４を創出するとともに内管３の弾性保持機能を発揮する。なお、可燃性粘着テープ５０の巻回方法は任意である。また、外径Ｄも、挿入作業容易化のために必要な外管２とのクリアランスを勘案し、適宜設定すればよい。可燃性粘着テープ５０としては、例えば、市販のセロハン粘着テープやマスキングテープ等が好適である。【００１８】  両端部における内管３支持方法を、図２にて詳説する。締結用フランジ５に形成された凹部である環状座面１３内には、外側ホルダ７の鍔部１１と内側ホルダ８の��部１２が積層状態でスポット溶接等で固着されている。そして、鍔部１１に連続して直管部９が、鍔部１２に連続して直管部１０がそれぞれ外管２内へ延出し、直管部９と１０とで内管３端部を挟持した状態でラップ部１４をスポット溶接等で固着している。これによって、内管３は外側ホルダ７及び内側ホルダ８を介して締結用フランジ５に確実に支持されるとともに、空隙４も隔定される。他端においても同様である。なお、支持手段たる外側ホルダ７及び内側ホルダ８は、支持強度を担保する限度の薄板（例えばｔ１．０）で構成するのがヒートマス削減上好ましく、鍔部と直管部を一体のハット状にプレス加工にて形成すればよい。また、外管２は一体でなく適宜切り継ぎしてもよいし、非円形断面や断面が徐変する形状でも構わない。また、ラップ部１４において、内管３端部を固着せず摺動自在にしておいてもよい。【００１９】  このような構成の排気管１であるので、製造が容易であるという可撓性内管式２重管のメリットを維持したまま、断熱・保温性を本来２重管と同等かそれ以上にできる。特に、内管３の両端部外周にもホルダによって確実に空隙４が隔定されるとともに空隙４両端が鍔部で閉塞されるので、閉塞された断熱空気層を外管２の略全長に亘り最大限に確保可能である。【００２０】  また、本来２重管では、曲げ加工時のシワや亀裂発生の問題から内管（単管）の薄肉化限界が板厚ｔ０．８程度であるが、本発明によれば可撓性の内管３を更に薄肉化（例えばｔ０．３〜０．５）できる。したがって、本来２重管に増して内管３のヒートマス低減が可能となり、毎稼動初期（冷機時）における排気ガス温低下を最小にできるため、排気処理装置の作動を早めて、排気ガス浄化に一層寄与する。【００２１】  図４は、弾性支持部材による内管３保持の第２の実施形態を現す。空隙４内に配された、金属錯綜体（ワイヤメッシュ等）から成る環状の弾性支持部材３０は、断面が略矩形である。第１の実施形態の傘型断面に比して支持荷重を大きく設定できるので、内管３が重い場合や振動が大きい場合等に適する。第１の実施形態と同様、弾性支持部材３０も、製造時には内管３に仮止めしておくとよい。【００２２】  図５は、弾性支持部材による内管３保持の第３の実施形態を現す。空隙４内に配された、金属錯綜体（ワイヤメッシュ等）から成る環状の弾性支持部材４０は、断面が略Ω形である。第１の実施形態の傘型断面と同様の支持効果を奏するとともに、脚部４１，４２が内管３にスポット溶接やＴＩＧ溶接等で固定されており、位置決めのための仮止めは不要となる。また、特に振動が激しい場合における軸方向移動（ズレ）も防止できる。【００２３】    以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更があっても、本発明に包含される。適用車種及び内燃機関は問わないが、とりわけ、大径かつ長大で特殊曲げ加工が困難な大型ディーゼル車用排気管に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態に係る排気管の側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る端部詳細断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る内管支持部の詳細断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る内管支持部の詳細断面図である。
【図５】第３の実施形態に係る内管支持部の詳細断面図である。
【図６】弾性支持部材２０の仮止め状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】    １  排気管
２  外管
３  内管
４  空隙
５，６  締結用フランジ
７，８  ホルダ
９，１０  直管部
１１，１２  鍔部
１３  環状座面
１４  ラップ部
２０，３０，４０  弾性支持部材
２１  頂部
２２，２３，４１，４２  脚部
５０  可燃性粘着テープ
Ｄ  外径
【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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