JP2003065046A - 排気管連結体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】排気ガスの温度低下に伴う不具合を防止し、か
つ、変位吸収の妨げになるのを抑制する排気管連結体を
提供する。 【解決手段】排気管連結体１は、ベローズ４と、該ベロ
ーズ４の外側に設けられたアウターブレード５と、ベロ
ーズ４の内側に設けられた略円筒状のインナーパイプ６
とを備えている。該インナーパイプ６は、 テープ状体
９からなり、該テープ状体９が螺旋状に巻かれることに
よって形成されている。このため、比較的容易に撓んだ
り、伸縮したりし得ることとなり、変位吸収が妨げられ
てしまうといった事態を回避することができる。また、
インナーパイプ６の板厚を薄くできるため、熱容量を小
さくでき、排気ガスの熱量がインナーパイプ６によって
大量に奪われることが防止され、高温状態のまま下流側
へと到達させられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気管連結体に係
り、例えば、自動車のエンジンの排気マニホールドから
の排気ガスを導出する上流側の排気管と上流側の排気管
からの排気ガスを大気放出側へと導出する下流側の排気
管とを連結する排気管連結体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンの排気マニホールドか
らの排気ガスを大気放出側へと導出する排気管は、一般
に複数の排気管から構成されている。該排気管は、自動
車のエンジン振動や走行等による振動の伝達よって、振
動させられる。このような振動が起こると、上流側排気
管の下流端及び下流側排気管の上流端の位置が変位す
る。かかる変位を吸収するべく、従来、上流排気管と下
流排気管との連結部には、変位を吸収するための排気管
連結体が設けられている。

【０００３】排気管連結体は、主に変位を吸収するため
の蛇腹管からなるベローズと、該ベローズの外側に設け
られベローズを保護するためのアウターパイプと、ベロ
ーズの内側に設けられたインナーパイプとを備えてい
る。前記インナーパイプは、ベローズに直接排気ガスが
当たるのを防止し、熱を遮断するためのものである。イ
ンナーパイプとしては、金属線材が管状に編み込まれる
ことで形成されたブレードタイプと、比較的板厚の薄い
円筒管によって形成されたパイプタイプとが挙げられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図５（ａ）
〜（ｃ）に示すように、インナーパイプ５１がブレード
タイプの場合には、金属線材５２，５３が編み込まれる
ことによって形成されている都合上、２層構造となり、
厚みが比較的大きくなってしまう。すなわち、インナー
パイプ５１の断面積、ひいては、熱容量が大きいものと
なってしまう。このため、例えば、エンジンの始動開始
時等において、排気ガスの持つ熱量が熱容量の大きなイ
ンナーパイプ５１によって奪われてしまい、排気ガスは
比較的低温のままの状態で、下流側排気管ひいては下流
側の触媒へと到達するおそれがある。その結果、触媒の
活性が悪化してしまうといった不具合を起こすおそれが
ある。

【０００５】一方、インナーパイプ５４として、図５
（ａ），（ｂ），（ｄ）に示すようにパイプタイプを用
いた場合、板厚を比較的薄くすることで、断面積、ひい
ては、熱容量を小さくすることができる。しかしなが
ら、パイプタイプには柔軟性がなく、ベローズの変位吸
収が、該ベローズとパイプタイプのインナーパイプ５４
との干渉によって妨げられるおそれがある。

【０００６】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
ものであり、排気ガスの温度低下に伴う不具合を防止
し、かつ、変位吸収の妨げになるのを抑制することので
きる排気管連結体を提供することにある。

【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に記載の発明においては、上流側排気管と
下流側排気管とを連結する排気管連結体であって、前記
上流側排気管の下流側と前記下流側排気管の上流側とに
接続され、前記両排気管の変位を吸収するための蛇腹部
を有する変位吸収管と、前記変位吸収管の内側に設けら
れ、自身の撓み変形を許容するための切込みを有してな
る円筒状又は略円筒状の内管とを備えたことをその要旨
としている。

【０００８】上記請求項１に記載の発明によれば、蛇腹
部を有する変位吸収管により、上流側排気管の下流端と
下流側排気管の上流端との間の変位が吸収される。ま
た、変位吸収管の内側に内管が設けられることで、排気
ガスが直接変位吸収管に当たるのが防止され、熱が遮断
される。そして、変位吸収管が変位吸収のために変形さ
せられるのに伴い、内管の切込みが開かれることで、内
管が比較的容易に撓み、上記変形に追従しうる。このた
め、内管が、変位吸収の妨げになるのを抑制できる。ま
た、内管は、１枚の板で形成することも可能であるた
め、この場合、従来の２層構造のブレードタイプより板
厚の薄肉化を図ることができる。このため、内管の断面
積、ひいては、熱容量を小さくさせることができる。従
って、排気ガスの持つ熱量が内管によって奪われにくく
なり、排気ガスを比較的高温状態で下流へと導出するこ
とができる。特に、下流側に触媒が設けられているよう
な場合には、触媒の活性低下を防止することができる。

【０００９】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の排気管連結体において、前記内管は、自身が
撓み変形しない限り、前記切込みに対応する隙間が封鎖
又はほぼ封鎖されるよう形成されていることをその要旨
としている。

【００１０】上記請求項２に記載の発明によれば、請求
項１に記載の発明の作用に加えて、内管が撓み変形させ
られない限り、切込みに対応する隙間が封鎖又はほぼ封
鎖される。このため、内管の撓みがないときには、切込
みの隙間から排気ガスが漏れにくく、変位吸収管に排気
ガスが直接当たるといった事態を一層抑制できる。

【００１１】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項１又は２に記載の排気管連結体において、前記切込み
は互いに異なる方向から複数箇所に形成されていること
をその要旨としている。

【００１２】上記請求項３に記載の発明によれば、請求
項１及び２に記載の発明の作用に加えて、切込みが互い
に異なる方向から複数箇所に形成されているため、内管
を確実に撓ませることができる。

【００１３】併せて、請求項４に記載の発明において、
上流側排気管と下流側排気管とを連結する排気管連結体
であって、前記上流側排気管の下流側と前記下流側排気
管の上流側とに接続され、前記両排気管の変位を吸収す
るための蛇腹部を有する変位吸収管と、前記変位吸収管
の内側に設けられ、テープ状体が螺旋状に巻かれること
により形成された円筒状又は略円筒状の内管とを備えた
ことをその要旨としている。

【００１４】上記請求項４に記載の発明によれば、蛇腹
部を有する変位吸収管により、上流側排気管の下流端と
下流側排気管の上流端との間の変位が吸収される。ま
た、変位吸収管の内側に円筒状又は略円筒状の内管が設
けられることで、排気ガスが直接変位吸収管に当たるの
が防止され、熱が遮断される。そして、内管は、テープ
状体が螺旋状に巻かれることにより形成されているた
め、変位吸収管が変位吸収のために変形させられるのに
伴い、テープ状体が変形することで内管が比較的容易に
撓んだり、伸縮したりし、上記変形に追従しうるととも
に、内管の撓み方向が制限されにくい。このため、内管
が、変位吸収の妨げになるのを抑制できる。また、テー
プ状体は、１枚の板で形成することも可能であるため、
この場合、従来の２層構造のブレードタイプより板厚の
薄肉化を図ることができる。そのため、内管の断面積、
ひいては、熱容量を小さくさせることができる。従っ
て、排気ガスの持つ熱量が内管によって奪われにくくな
り、排気ガスを比較的高温状態で下流へと導出すること
ができる。尚、「テープ状体が螺旋状に巻かれることに
より形成される円筒状又は略円筒状の内管」に代えて、
「螺旋状の切込みが入れられた円筒状又は略円筒状の内
管」を用いても、上述した作用と同様の作用が奏され
る。

【００１５】加えて、請求項５に記載の発明では、請求
項４に記載の排気管連結体において、前記テープ状体は
側壁面同士が当接しあう状態で螺旋状に巻かれているこ
とをその要旨としている。

【００１６】上記請求項５に記載の発明によれば、請求
項４に記載の発明の作用に加えて、テープ状体の側壁面
同士が当接しあう状態で螺旋状に巻かれているため、内
管が撓み変形させられない限り、テープ状体の側壁間の
隙間が封鎖又はほぼ封鎖される。このため、内管の撓み
がないときには、テープ状体の側壁間の隙間から排気ガ
スが漏れにくく、変位吸収管に排気ガスが直接当たると
いった事態を抑制できる。しかも、テープ状体の重なり
合う部分が無いため、より確実な薄肉化を図ることがで
きる。

【００１７】また、請求項６に記載の発明では、請求項
４に記載の排気管連結体において、前記テープ状体は一
部が重なり合うようにして螺旋状に巻かれていることを
その要旨としている。

【００１８】上記請求項６に記載の発明によれば、請求
項４に記載の発明の作用に加えて、テープ状体の一部が
重なり合うようにして螺旋状に巻かれているため、内管
が撓ませられても、テープ状体の隙間が大きく開いてし
まうことが抑制される。従って、内管が撓み変形させら
れても、テープ状体の側壁間の隙間から排気ガスが漏れ
にくく、変位吸収管に排気ガスが直接当たるといった事
態をより確実に抑制できる。

【００１９】さらに、請求項７に記載の発明では、請求
項１乃至６のいずれかに記載の排気管連結体において、
前記内管の一端が自由端であることをその要旨としてい
る。

【００２０】上記請求項７に記載の発明によれば、請求
項１〜６に記載の発明の作用に加えて、内管の一端が自
由端であるため、一層変位吸収管の変形に追従しやすく
なり、変位吸収管の変位吸収の妨げになりにくい。

【００２１】併せて、請求項８に記載の発明では、請求
項１乃至７のいずれかに記載の排気管連結体において、
前記変位吸収管の外周側を覆うための筒状の外管を有す
ることをその要旨としている。

【００２２】上記請求項８に記載の発明によれば、請求
項１〜７に記載の発明の作用に加えて、変位吸収管の外
周側を覆うための筒状の外管を有しているため、変位吸
収管を外部から保護することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】一実施の形態について、図１，２
を参照しつつ説明する。図１に示すように、本実施の形
態における排気管連結体１は、自動車のエンジンの排気
マニホールドからの排気ガスを下流側へ導出する上流側
排気管としての第１排気管２と、第１排気管２からの排
気ガスを大気放出側へと導出する下流側排気管としての
第２排気管３とを連結するものである。この排気管連結
体１は、変位吸収管としてのベローズ４と、該ベローズ
４の外側に設けられた外管としてのアウターブレード５
と、ベローズ４の内側に設けられた略円筒状の内管とし
てのインナーパイプ６とを備えている。

【００２４】前記ベローズ４は、略円筒状をなし、両端
を除いた部分が蛇腹状に形成されており、その両端部は
第１排気管２の下流端及び第２排気管３の上流端にそれ
ぞれ接続されている。そして、このベローズ４によっ
て、前記第１排気管２及び第２排気管３の端部位置のエ
ンジン振動や走行振動等による相対変位が、吸収される
ようになっている。

【００２５】また、前記アウターブレード５は、略円筒
状をなし、ベローズ４の外周を覆うようにして設けられ
ている。より詳しくは、アウターブレード５は、その両
端の外周側がクランプ７，８でかしめられることによっ
て、ベローズ４とともに第１排気管２及び第２排気管３
に固定されている。アウターブレード５は、金属線材が
編み込まれることで形成されており、これによって、所
定の柔軟性を有し、ベローズ４の変位吸収を妨げにくく
なっている。

【００２６】次に、インナーパイプ６の構成について説
明する。該インナーパイプ６は、その下流端の外周側が
第２排気管３の内周側に固定された固定端となってお
り、上流端が第１排気管側２へと延びる自由端となって
いる。そして、前記インナーパイプ６は、例えば、板厚
０．４ｍｍ〜０．５ｍｍのステンレス製の１枚のテープ
状体９からなり、該テープ状体９が螺旋状に巻かれるこ
とによって形成されている（図２（ａ）参照）。また、
本実施の形態では、インナーパイプ６のテープ状体９
は、その側壁面同士が当接した状態で、ほぼ隙間無く巻
かれている（図２（ｂ）参照）。

【００２７】さらに、インナーパイプ６の固定端側の内
周側には、リング１１が設けられており、このリング１
１とともにインナーパイプ６の端部が、第２排気管３の
内周側に溶接されている。一方、インナーパイプ６の自
由端側の内周側及び外周側には、リング１２，１３が固
着されている。従って、インナーパイプ６の両端部が、
内周側及び外周側から環状に固定されることとなり、両
端部におけるテープ状体９の巻き崩れが防止され、略円
筒形状が保持されるようになっている。

【００２８】以上詳述した本実施の形態によれば、イン
ナーパイプ６は、テープ状体９が螺旋状に巻かれること
によって形成されているため、比較的容易に撓んだり、
伸縮したりし得る。そのため変位吸収が妨げられてしま
うといった事態を回避することができる。また、テープ
状体９の側壁面同士が当接し、ほぼ隙間無く巻かれてい
るため、隙間からの排気ガスが漏れにくい。よって、ベ
ローズ４に排気ガスが直接当たり、ベローズ４を劣化さ
せてしまうといったことが起こりにくい。

【００２９】しかも、インナーパイプ６を形成するテー
プ状体９の板厚が比較的薄く、断面積を従来のブレード
タイプよりも小さくできるため、インナーパイプ６の熱
容量が比較的小さくて済む。従って、エンジン始動時等
において、排気ガスの熱量がインナーパイプ６によって
それほど奪われること無く、排気ガスが高温状態のまま
第２排気管３側ひいては下流側に設けられる触媒（図示
略）へと到達させられる。このため、インナーパイプ６
によって、排気ガスの温度が低下させられてしまうこと
による触媒の活性悪化といった不具合を抑制することが
できる。

【００３０】尚、上記実施の形態の記載内容に限定され
ず、例えば次のように実施してもよい。

【００３１】（ａ）インナーパイプ６の固定端を第１排
気管２側に、自由端を第２排気管３側に設けてもよい。
また、両端を固定端としてもよい。

【００３２】（ｂ）上記実施の形態では、インナーパイ
プ６を形成するテープ状体９は１枚であるが、複数のテ
ープ状体９から形成するようにしてもよい。

【００３３】（ｃ）上記実施の形態では、インナーパイ
プ６のテープ状体９の側壁面同士が当接し合うようにほ
ぼ隙間無く螺旋状に巻かれているが、テープ状体９が重
なり合うように巻かれていてもよい。このように構成す
ることで、インナーパイプ６が撓んだ場合でも、隙間が
ほとんどできず、隙間からの排気ガス漏れを一層起こり
にくくすることができる。

【００３４】（ｄ）上記実施の形態では、インナーパイ
プ６の両端にリング１１，１２，１３を設けることとし
ているが、リング１１，１２，１３を省略してもよい。

【００３５】（ｅ）排気管連結体１のアウターブレード
５を、省略してもよい。

【００３６】（ｆ）インナーパイプ６に代えて、図３に
示すような複数の切込み２１が設けられた略円筒状体の
インナーパイプ２２を採用してもよい。前記切込み２１
は相対向する側から入れられており、切込み２１が開か
れることで略円筒状体２２が撓み、これにより、べロー
ズ４の変位吸収の妨げを抑制することができる。また、
この場合、切込み２１による隙間を狭く構成（または、
ほぼ無くすことが）できるため、インナーパイプ２２に
撓みがないときには、切込み２１から排気ガスが漏れに
くい。尚、同図では、切込み２１は相対向する側から入
れられているが、多方向から入れられていてもよい。こ
れにより、撓み方向の自由度がより一層高められる。も
ちろん、上記実施の形態のような螺旋状の切込みを設け
ることでインナーパイプを形成してもよい。

【００３７】（ｇ）インナーパイプ６に代えて、図４に
示すような断面が略同心円状であり、かつ略円筒状の複
数の分断管としての短管３１，３２，３３，３４を連結
することでインナーパイプ３５を形成してもよい。前記
短管３１，３２，３３，３４の各連結部分には、小径側
の短管３１，３２，３３に外向きのフランジ３７，３
８，３９が備えられ、大径側の短管３２，３３，３４に
内向きのフランジ４０，４１，４２が備えられている。
この場合、外向きのフランジ３７，３８，３９と内向き
のフランジ４０，４１，４２とが、互いに干渉しあうこ
とで、短管３１，３２，３３，３４がスライド可能に連
結され、伸縮可能となる。

【００３８】尚、外向きのフランジ３７，３８，３９の
外径に対応する大径側の短管３２，３３，３４の内径及
び、小径側の短管３１，３２，３３の外径に対応する内
向きのフランジ４０，４１，４２の内径に大きくゆとり
を持たせてもよい。これにより、連結部にゆとりが確保
されるため、所定量の撓みが可能となる。また、上記イ
ンナーパイプ３５は、４つの短管３１，３２，３３，３
４から形成されているが、特に４つに限定されるわけで
はなく、２つ以上であればよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の排気管連
結体によれば、排気ガスの温度低下に伴う不具合を防止
し、かつ、変位吸収の妨げになるのを抑制することがで
きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態の排気管連結体の構成を示す一部
破断側面図である。

【図２】（ａ）はインナーパイプの正面図であり、
（ｂ）はインナーパイプのＡ−Ａ線断面図である。

【図３】別の実施の形態における略円筒状体のインナー
パイプの斜視図である。

【図４】別の実施の形態における短管の連結されたイン
ナーパイプの一部破断側面図である。

【図５】（ａ）は従来のインナーパイプの側面図であ
り、（ｂ）は従来のインナーパイプのＢ−Ｂ線断面図で
あり、（ｃ）は従来のブレードタイプのインナーパイプ
の（ｂ）のα部分を示す拡大断面図であり、（ｄ）は従
来のパイプタイプのインナーパイプの（ｂ）のα部分を
示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１…排気管連結体、２…上流側排気管としての第１排気
管、３…下流側排気管としての第２排気管、４…変位吸
収管としてのベローズ、５…外管としてのアウターブレ
ード、６…内管としてのインナーパイプ、９…テープ状
体、２２…内管としてのインナーパイプ、３５…内管と
してのインナーパイプ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側排気管と下流側排気管とを連結す
   る排気管連結体であって、 前記上流側排気管の下流側と前記下流側排気管の上流側
   とに接続され、前記両排気管の変位を吸収するための蛇
   腹部を有する変位吸収管と、 前記変位吸収管の内側に設けられ、自身の撓み変形を許
   容するための切込みを有してなる円筒状又は略円筒状の
   内管とを備えたことを特徴とする排気管連結体。
2. 【請求項２】 前記内管は、自身が撓み変形しない限
   り、前記切込みに対応する隙間が封鎖又はほぼ封鎖され
   るよう形成されていることを特徴とする排気管連結体。
3. 【請求項３】 前記切込みは互いに異なる方向から複数
   箇所に形成されていることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の排気管連結体。
4. 【請求項４】 上流側排気管と下流側排気管とを連結す
   る排気管連結体であって、 前記上流側排気管の下流側と前記下流側排気管の上流側
   とに接続され、前記両排気管の変位を吸収するための蛇
   腹部を有する変位吸収管と、 前記変位吸収管の内側に設けられ、テープ状体が螺旋状
   に巻かれることにより形成された円筒状又は略円筒状の
   内管とを備えたことを特徴とする排気管連結体。
5. 【請求項５】 前記テープ状体は側壁面同士が当接しあ
   う状態で螺旋状に巻かれていることを特徴とする請求項
   ４に記載の排気管連結体。
6. 【請求項６】 前記テープ状体は一部が重なり合うよう
   にして螺旋状に巻かれていることを特徴とする請求項４
   に記載の排気管連結体。
7. 【請求項７】 前記内管の一端が自由端であることを特
   徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の排気管連結
   体。
8. 【請求項８】 前記変位吸収管の外周側を覆うための筒
   状の外管を有してなる請求項１乃至７のいずれかに記載
   の排気管連結体。