(57)【要約】【課題】中空二重管を用いない排気管を有する排気路構造を提供する。【解決手段】排気路構造１は、車両の排気ガスを通す排気管１１と、排気管１１の内側に設けられた断熱材１２と、断熱材１２の内側に設けられており、断熱材１２を排気管１１に押し付ける螺旋状部材１３と、を有する。螺旋状部材１３の複数の端部のうち、少なくとも一つの端部は、排気管１１に固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の排気ガスを通す排気管と、
前記排気管の内側に設けられた断熱部材と、
前記断熱部材の内側に設けられており、前記断熱部材を前記排気管に押し付ける螺旋状部材と、
を有する排気路構造。
【請求項２】
前記螺旋状部材が、一端から他端まで貫通した中空部を有する、
請求項１に記載の排気路構造。
【請求項３】
前記排気路構造は、触媒の後段に設けられており、
前記中空部に冷媒が充填されている、
請求項２に記載の排気路構造。
【請求項４】
前記螺旋状部材の端部が、前記排気管の外側に露出している、
請求項２又は３に記載の排気路構造。
【請求項５】
前記螺旋状部材の複数の端部のうち、少なくとも一つの端部が前記排気管に固定されている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の排気路構造。
【請求項６】
車両の排気ガスを通す排気管を準備する工程と、
前記排気管の内側に断熱材を配置する工程と、
前記断熱材を配置する工程の後に実行する、前記断熱材の内側に螺旋状部材を挿入する工程と、
を有する排気路構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱材を有する排気路構造及び断熱材を有する排気路構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の排気路構造においては、排気を浄化するための触媒の活性温度を保つために、排気管を保温する必要がある。排気管における断熱性を向上させるために、中空二重管、断熱、遮熱カバー等が用いられている。特許文献１には、複数の中空二重管を溶接して接続することにより構成された排気路構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４４７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、断熱性を向上させるために中空二重管を用いる場合、熱が加わった場合の内側の管の伸び量と外側の管の伸び量との間に差が生じることにより、歪が生じてしまうという問題が生じていた。特に、複数の中空二重管を接続して用いる場合、接続部にストレスが加わってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、中空二重管を用いない排気管を有する排気路構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様の排気路構造は、車両の排気ガスを通す排気管と、前記排気管の内側に設けられた断熱部材と、前記断熱部材の内側に設けられており、前記断熱部材を前記排気管に押し付ける螺旋状部材と、を有する。
【０００７】
前記螺旋状部材は、一端から他端まで貫通した中空部を有してもよい。また、前記排気路構造は、触媒の後段に設けられており、前記中空部に冷媒が充填されていてもよい。この場合、前記螺旋状部材の端部が、前記排気管の外側に露出していてもよい。
【０００８】
前記螺旋状部材の複数の端部のうち、少なくとも一つの端部が前記排気管に固定されていてもよい。
【０００９】
本発明の第２の態様の排気路構造の製造方法は、車両の排気ガスを通す排気管を準備する工程と、前記排気管の内側に断熱材を配置する工程と、前記断熱材を配置する工程の後に実行する、前記断熱材の内側に螺旋状部材を挿入する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、中空二重管を用いない排気管を有する排気路構造を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る排気路構造１の構成を示す断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る排気路構造２の構成を示す断面図である。
【図３】第３の実施形態に係る排気路構造３の構成を示す断面図である。
【図４】排気路構造３の製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
［排気路構造１の構成］
図１は、第１の実施形態に係る排気路構造１の構成を示す断面図である。排気路構造１は、車両の排気路における触媒の前段又は後段に設けられて使用される。排気路構造１は、排気管１１と、断熱材１２と、螺旋状部材１３とを有する。
【００１３】
排気管１１は、排気ガスを通すための円筒形状の管である。排気管１１は、例えば金属により形成されているが、耐熱性があれば、金属以外の部材により形成されていてもよい。
断熱材１２は、可撓性を有する断熱材である。断熱材１２は、シート状の部材が円筒形状に加工されており、排気管１１の内側面に接するように設けられている。
【００１４】
螺旋状部材１３は、断面が円形状の金属製、又は耐熱性、ばね性がある部材を螺旋形状に加工することにより形成されている。すなわち、螺旋状部材１３は、ばね状に形成されており、捻じり量が大きければ大きいほど外径が小さくなる構造となっている。螺旋状部材１３の外径は、螺旋状部材１３を収容可能な円筒のうち最も小さい円筒の内径に相当する。
【００１５】
螺旋状部材１３は、断熱材１２の内側に設けられていない状態において、螺旋軸と直交する方向の断面の最大幅（以下、「螺旋の外径」という）が、断熱材１２により形成される円筒の内径よりも大きい。螺旋状部材１３の外径が断熱材１２により形成される円筒の内径よりも大きいことで、螺旋状部材１３は、捻じった状態で排気管１１及び断熱材１２により形成される円筒の内側に挿入された後に捻じり量を低減することにより、螺旋状部材１３の外径が大きくなり、断熱材１２を排気管１１の内側面に押し付ける力を発生する。
【００１６】
螺旋状部材１３の両端（１３ａ及び１３ｂ）又は一端が、排気管１１の内側面に溶接等によって固定されている。このように、螺旋状部材１３の両端のうち少なくとも一方が排気管１１に溶接され、螺旋状部材１３の他の部位は溶接されていないので、螺旋状部材１３の全体の位置が断熱材１２の内側で移動することを防ぎつつ、温度変化により螺旋状部材１３の長さが変化した場合に、排気管１１の伸び量と螺旋状部材の伸び量との差による１３にストレスが生じることを防止できる。具体的には、温度変化により螺旋状部材１３の長さが変化した場合、螺旋状部材１３の捻じり量が変化することで、螺旋状部材１３の両端以外の部位が断熱材１２に接する位置が変化するので、安定した状態を維持することができる。
【００１７】
［排気路構造１の製造方法］
続いて、排気路構造１の製造方法について説明する。
まず、排気管１１を準備する。続いて、排気管１１の内側に断熱材１２を配置して仮留めする。仮留めには、例えば耐熱性がある接着剤を使用することができる。続いて、断熱材１２を配置した後に、螺旋状部材１３の外径が断熱材１２の内径よりも小さくなるまで捻じった状態で断熱材１２の内側に挿入する。螺旋状部材１３を捻じった状態に維持するために、螺旋状部材１３を捻じった状態で螺旋状部材１３の両端間を接続する棒状冶具を仮に螺旋状部材１３に接続してもよい。
【００１８】
続いて、螺旋状部材１３を断熱材１２の内側に挿入した後に、螺旋状部材１３の捻じりを解消することで、螺旋状部材１３を断熱材１２に押し付けるようにして固定する。螺旋状部材１３を捻じった状態に維持するために棒状冶具を用いた場合、棒状部材を取り外すことにより、螺旋状部材１３の捻じりを解消することができる。最後に、螺旋状部材１３の両端のうち少なくとも一方を排気管１１に溶接する。
【００１９】
［第１の実施形態の排気路構造１による効果］
以上説明したように、排気路構造１においては、排気管１１の内側に断熱材１２が設けられており、断熱材１２の内側に螺旋状部材１３が設けられている。排気路構造１は、このような構造を有することにより、螺旋状部材１３が断熱材１２を排気管１１の側に押し付けることで、中空二重管を用いることなく、断熱性を有する排気路構造を実現することができる。
【００２０】
排気路構造１においては、螺旋状部材１３がばねの性質を有することにより、温度が変化して螺旋状部材１３の長さが変化した場合であっても、螺旋状部材１３が断熱材１２に接する位置が変化することにより、熱による伸びで生じる力を逃がすことができるので、排気管１１にストレスが生じない。また、螺旋状部材１３を用いることで、断熱材１２を排気管１１に固定した後に排気管１１を曲げ加工することができる。
【００２１】
また、断熱材１２が排気管１１の内側に配置されているので、外気にさらされる排気管１１の外側に断熱材が配置される構造よりも断熱効果が高い。
【００２２】
さらに、排気路構造１の構成によれば、保温・遮熱カバーの型を作成する必要がないので、保温・遮熱カバーの型費用がかからず、コストダウンを実現することも可能になる。
【００２３】
＜第２の実施形態＞
［排気路構造２の構成］
図２は、第２の実施形態に係る排気路構造２の構成を示す断面図である。排気路構造２は車両の排気路における触媒の後段に設けられて使用される。排気路構造２は、第１の実施形態の排気路構造１における螺旋状部材１３の代わりに、螺旋状部材２３、円筒状部材２４及び円筒状部材２５が設けられている点で第１の実施形態と異なり、他の点で同じである。以下、排気路構造１と異なる点について説明する。
【００２４】
螺旋状部材２３は、一端から他端まで貫通する中空部を有する管により形成されているという点で、螺旋状部材１３と異なっている。螺旋状部材２３の一端は、排気管１１の外側に設けられた中空の円筒状部材２４と接続されており、螺旋状部材２３の他端は、排気管１１の外側に設けられた中空の円筒状部材２５と接続されていることにより、螺旋状部材２３の端部が排気管１１の外側に露出している。
【００２５】
円筒状部材２４は、排気管１１に形成された穴２６に溶接されており、円筒状部材２５は、排気管１１に形成された穴２７に溶接されている。螺旋状部材２３は、穴２６の位置において、排気管１１及び円筒状部材２４と溶接されており、穴２７の位置において排気管１１及び円筒状部材２５と溶接されている。
【００２６】
螺旋状部材２３の中空部には、冷媒が充填されている。冷媒が円筒状部材２４から注入され、円筒状部材２５から排出されることにより、螺旋状部材２３は熱交換器として機能する。
【００２７】
［排気路構造２の製造方法］
排気路構造２は、円筒状部材２４及び円筒状部材２５が溶接された排気管１１の内側に断熱材１２を配置した後に、螺旋状部材２３を捻じった状態で、断熱材１２の内側に挿入することにより製造することができる。そして、螺旋状部材２３を断熱材１２の内側に挿入した後に、螺旋状部材２３の一端を円筒状部材２４と溶接し、螺旋状部材２３の他端を円筒状部材２５と溶接することにより螺旋状部材２３を固定する。
【００２８】
［第２の実施形態の排気路構造２による効果］
以上説明したように、排気路構造２は、中空の螺旋状部材２３を有しており、螺旋状部材２３の中空部に冷媒が充填されていることで、螺旋状部材２３が熱交換器として機能する。このようにすることで、排気管１１の出口温度を多少低減することが可能になる。また、螺旋状部材２３が熱交換器として機能することにより、排気路において、熱交換器の重量を分散することができる。さらに、熱交換器として機能する螺旋状部材２３を排気管１１に挿入した後に排気管１１を曲げ加工することができる。なお、螺旋状部材２３として、コルゲート管又はインナーフィンチューブを用いることにより効率を向上させてもよい。
【００２９】
＜第３の実施形態＞
［排気路構造３の構成］
図３は、第３の実施形態に係る排気路構造３の構成を示す断面図である。排気路構造３も車両の排気路における触媒の後段に設けられて使用される。
【００３０】
排気路構造３は、第２の実施形態の排気路構造２における螺旋状部材２３と同様に、中空部を有しており、内部に冷媒が充填されているが、冷媒が注入される一端３３ａと冷媒が排出される他端３３ｂとが、略同じ位置において排気管１１の外部に露出している点で螺旋状部材２３と異なる。また、螺旋状部材３３は、Ｕ字状部３３ｃを有しており、Ｕ字状部３３ｃで螺旋が折り返される構造になっている点でも螺旋状部材２３と異なる。
【００３１】
［排気路構造３の製造方法］
図４は、排気路構造３の製造方法を説明するための図である。図４（ａ）は、排気路構造３の製造途中の状態を示しており、図４（ｂ）は、排気路構造３の製造が完了した状態を示している。
【００３２】
螺旋状部材３３を排気管１１に挿入する工程は、排気路構造１及び排気路構造２の製造方法と同じである。ただし、本実施形態における排気管１１の端部には、一端３３ａ及び他端３３ｂを収容するための切り欠き部１１ａが形成されており、螺旋状部材３３を排気管１１に挿入する工程においては、一端３３ａ及び他端３３ｂが切り欠き部１１ａに収容されるように螺旋状部材３３が挿入される。
【００３３】
螺旋状部材３３を排気管１１に挿入した後に、２つの穴を有する固定部材３４を装着する。具体的には、固定部材３４の２つの穴に、一端３３ａ及び他端３３ｂを通すようにして、固定部材３４を排気管１１に接触するまで押し込む。続いて、排気管１１の外径と略等しい内径の穴を有するフランジ３５に排気管１１を挿入する。続いて、排気管１１と固定部材３４との接続部分、及び排気管１１とフランジ３５との接続部分を溶接する。このようにして、図４（ｂ）に示すように、排気路構造３を含むユニットが完成する。
【００３４】
［第３の実施形態の排気路構造３による効果］
以上説明したように、排気路構造３は、Ｕ字状部３３ｃにより折り返される構造を有しており、一端３３ａ及び他端３３ｂが、略同じ位置において排気管１１の外部に露出している。排気路構造３がこのような構造を有することにより、冷媒の注入口と排出口とを近くに配置することができるので、排気路全体の構造を簡易化することが可能になるとともに、製造効率が向上する。
【００３５】
また、排気路構造３がＵ字状部３３ｃを有することにより、熱交換器として機能する排気路構造３が外部の空気にさらされる部分がなくなるので、断熱性が向上する。
【００３６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３７】
１  排気路構造
２  排気路構造
３  排気路構造
１１  排気管
１２  断熱材
１３  螺旋状部材
２３  螺旋状部材
２４  円筒状部材
２５  円筒状部材
２６  穴
２７  穴
３３  螺旋状部材
３４  固定部材
３５  フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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