JP2001132872A - 二重パイプ構造及びその製造方法 - Google Patents

二重パイプ構造及びその製造方法

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JP2001132872A JP31720399A JP31720399A JP2001132872A JP 2001132872 A JP2001132872 A JP 2001132872A JP 31720399 A JP31720399 A JP 31720399A JP 31720399 A JP31720399 A JP 31720399A JP 2001132872 A JP2001132872 A JP 2001132872A
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double
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Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数を増加することなく、内管の熱膨張を
外管での支持部位を基準に両端部へ分散する。 【解決手段】二重排気管1は、金属製パイプ材からなる
内管2と外管3から構成され、外管3は内管2の外周に
隙間8を介して配置されている。外管3は内管2に比べ
て肉厚が大きく形成されている。二重排気管1の両端
部、即ち、内管2と外管3の一端部4、6及び他端部
5、7は、夫々相対的に変位可能な自由端とされてい
る。外管3の湾曲部9の外側面には、外管3の内周面か
ら見て内管2側に突出する突出部10が設けられ、この
突出部10が内管2の湾曲部11の外側面に当接するこ
とで内管2を外管3内部に支持している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は二重パイプ構造及び
その製造方法に関し、例えば自動車の排気ガス管の構造
及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の排気ガス管等に用いられる従来
の二重パイプは、内外管の熱膨張差を吸収するために、
一端を固定端とし他端を自由端とする構造を採ってい
る。ところが、片側端部で内外管の熱膨張差を吸収する
ため、曲げ半径が小さかったり、パイプの全長が長い等
によりレイアウト条件が厳しい場合には、内管の湾曲部
は外側に向かって膨張して外管と干渉して異音を発生さ
せたり、大きな曲げ応力が発生して破損したりする。こ
の課題解決のため、例えば、内外管の間にスペーサを配
置して内管の熱膨張による座屈を防止する構造(特開平
10−266835号公報)や、内管に外管側に突出す
る凸部を形成し、その凸部以外の凹部において内外管の
熱膨張差を吸収して内外管の周方向の熱膨張差に起因す
る熱応力によりパイプが破損するのを防止する構造(特
開平8−68319号公報)が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
10−266835号公報の構造では、耐熱性の高いス
ペーサを用いる必要があると共に、スペーサの劣化を考
慮して部品を選定しなければならない。また、特開平8
−68319号公報の構造では、内管に凹凸部を設けた
ことにより剛性が高まり、熱膨張を吸収するための内管
の凹凸部間の変形を阻害して耐久性が十分に保持できな
いという欠点がある。
【0004】本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その
目的は、部品点数を増加することなく、内管の熱膨張を
外管での支持部位を基準に両端部へ分散できる二重パイ
プ構造及びその製造方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の二重パイプ構造は、以下
の構成を備える。即ち、湾曲するパイプを内外管の二重
構造とした二重パイプ構造において、前記内外管の両端
部を相対的に変位可能な自由端とすると共に、外管の湾
曲部の外側面に内管側に突出する突出部を設け、該突出
部にて内管を当接支持する。
【0006】また、好ましくは、前記外管の一端部と湾
曲部に、前記内管に当接する縮径部を形成すると共に、
該縮径部の内管に当接する部分が該内管に接合される。
【0007】また、本発明の二重パイプの製造方法は、
以下の特徴を備える。即ち、湾曲するパイプを内外管の
二重構造とした二重パイプの製造方法において、前記内
外管はパイプ状であり、該外管の外側面に内側に突出す
る突出部を設け、該外管に内管を配置し、内外管の相対
位置を保持し、該外管の突出部が湾曲外方になるように
内外管を曲げる。
【0008】また、本発明の二重パイプの製造方法は、
以下の特徴を備える。即ち、湾曲するパイプを内外管の
二重構造とした二重パイプの製造方法において、前記内
管をパイプ状とし、前記外管を軸心方向に2分割された
板材とし、前記板材に突出部を設け、該内管と該板材と
を該突出部が湾曲外方になるように曲げ、内管を板材に
配置して該板材同士を接合する。
【0009】
【発明の効果】以上説明のように、請求項1の発明によ
れば、内外管の両端部を相対的に変位可能な自由端とす
ると共に、外管の湾曲部の外側面に内管側に突出する突
出部を設け、突出部にて内管を当接支持することによ
り、突出部を中心として内外管の熱膨張差が両端部へ分
散されて湾曲部の曲げ応力が低減し、耐久性が向上す
る。
【0010】請求項2の発明によれば、外管の一端部と
湾曲部に、内管に当接する縮径部を形成すると共に、縮
径部の内管に当接する部分が内管に溶接されることによ
り、内管が周方向に熱膨張する時に、外管の隣接する突
出部間において、外管の内周面方向に変形するので、内
外管の周方向の熱膨張差が吸収できる。
【0011】請求項3の発明によれば、内外管はパイプ
状であり、外管の外側面に内側に突出する突出部を設
け、外管に内管を配置し、内外管の相対位置を保持し、
外管の突出部が湾曲外方になるように内外管を曲げるこ
とにより、二重パイプの製造工程を簡略化できる。
【0012】請求項4の発明によれば、内管をパイプ状
とし、外管を軸心方向に2分割された板材とし、板材に
突出部を設け、内管と該板材とを突出部が湾曲外方にな
るように曲げ、内管を板材に配置して板材同士を接合す
ることにより、二重パイプの製造工程を簡略化できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、添付図面を参照して詳細に説明する。 [第1実施形態の二重排気管構造]図1は、本発明に係
る実施形態の二重パイプ構造として自動車の排気ガス管
を用いた排気系を示し、(a)は概略構造図、(b)は
部分拡大断面図である。図2は、第1実施形態の二重排
気管構造を示す断面図である。図3は、図2のI−I断
面図である。図4及び図5は、図2のI−I断面図であ
り、湾曲部に形成された突出部の変形例を夫々示す図で
ある。
【0014】図1に示す自動車の排気系60において、
1及び61は排気管で、その間には、触媒コンバータ6
2が接続されている。触媒コンバータ62の上流側の排
気管(フロントパイプ)1は同心上に配置された金属製
パイプ材からなる内管2及び外管3からなる二重構造と
なっており、内外管2、3の各端部には、図1(b)に
示すように、触媒コンバータ62の取付フランジ部64
に連結するための取付フランジ63が固定されている。
内管2と外管3とは同じ半径で任意の角度に湾曲して形
成されており、内外管2、3の間に、各内外管2、3の
全長に亘って所定隙間8が設けられている。
【0015】図2及び図3に示すように、第1実施形態
の二重排気管1の内外管2、3の間に形成された隙間8
は空気断熱層(エアギャップ)となって内管2を流れる
排気ガス温度の低下を抑えるので、その下流に配置され
た触媒コンバータ62を早期に活性化させることができ
る。
【0016】外管3は内管2に比べて肉厚が大きく形成
されている。二重排気管1の両端部、即ち、内管2と外
管3の一端部4、6及び他端部5、7は、夫々相対的に
変位可能な自由端とされている。外管3の湾曲部9の外
側面には、外管3の内周面から見て内管2側に突出する
(縮径された)突出部10(外管3の外周面から見ると
凹部10)が設けられ、この突出部10が内管2の湾曲
部11の外側面に当接することで内管2を外管3内部に
支持している。
【0017】内管2と外管3の一端部4、6及び他端部
5、7近傍の隙間8には、当該隙間8を埋めるスペーサ
12、13が配置されている。
【0018】第1実施形態の構造によれば、外管3の突
出部10で内管2の湾曲部を支持し、両端部を自由端と
するので、突出部10を中心として内外管の熱膨張差が
両端部へ分散されて湾曲部の曲げ応力が低減し、耐久性
が向上する。 [突出部の変形例]図4に示すように、外管3の湾曲部
に凹凸状の突出部21を形成したり、図5に示すよう
に、外管3が2分割されている場合には、外管3の湾曲
部の外側面に対応する縁部を内管2の外側面に当接する
ように折り曲げて溶接し、リブ31を形成しても上記構
造と同様の効果を得ることができる。 [第2実施形態の二重排気管構造]図6は、第2実施形
態の二重排気管の両端部の構造を示す軸心方向の断面図
である。図7は、図6のII−II断面図である。図8
は、第2実施形態の二重排気管の両端部の構造を示す外
観図である。図9は、第2実施形態の二重排気管構造の
作用を説明する図である。
【0019】図6乃至図9に示すように、第2実施形態
の二重排気管40は、第1実施形態の構造から内管2と
外管3の隙間8を埋めるスペーサ12、13を取り除く
代わりに、外管の一端部で内管を位置決めできるように
して外管と内管の隙間を保持させる構造となっている。
【0020】外管43が内管42に比べて肉厚が大きく
形成され、内管42と外管43の不図示の他端部は自由
端とされると共に、内管42と外管43の一端部44、
46において外管43の周方向に内管42の外側面に向
かって凹凸状の縮径された突出部49を形成し、突出部
49の頂部と内管42とが当接する部分47が溶接され
て固定端となっている。尚、外管43の湾曲部の周方向
に内管に当接する縮径された凹凸状の突出部49を形成
してもよい。
【0021】上記第2実施形態の構造によれば、内管4
2が周方向に熱膨張する時に、外管43の隣接する突出
部49間の凹部Lにおいて、外管43の内周面方向(図
9の点線部分)に変形するので、内外管42、43の周
方向の熱膨張差が吸収できる。
【0022】その結果以下の効果がある。
【0023】内管42に比べて肉厚の大きい外管43
側を凹凸状に加工するので割れ等の不具合が少なく加工
が容易となる。
【0024】外管43に比べて肉厚の小さい内管42
側を凹凸状に加工しないので肉厚の減少がなく耐久性が
向上する。
【0025】排気ガスが流れる内管42の内周面に凹
凸部分が形成されないので排圧抵抗を低減できる。 [第1実施形態の二重排気管の製造方法]図10は、第
1実施形態の二重排気管の製造方法を示す図である。
【0026】図10に示すように、第1実施形態の製造
方法は、(i)パイプ状の外管3の湾曲部9になる外周
面に押圧加工にて内周面側に突出する突出部10(外管
3の外周面から見ると凹部10)を形成し、(ii)外
管3内部にパイプ状の内管2を挿入して内外管2、3の
相対位置を保持し、(iii)外管3と内管2との隙間
8にその隙間寸法程度の直径を有する鋼球を入れ、或い
は隙間8に水を入れて凍らせた後、突出部10が湾曲外
方になるように曲げ機にて内外管2、3を曲げる。 [第2実施形態の二重排気管の製造方法]図11は、第
2実施形態の二重排気管の製造方法を示す図である。
【0027】図11に示すように、第2実施形態の製造
方法は、(i)2枚の板材3cを夫々プレス加工して外
管3の一端部を軸心方向に正面から見て外管3を左右に
分割したような2つの湾曲した半割り部分3a,3b
と、その半割り部分3a,3bの少なくとも一方の湾曲
部9になる外周面に内周面側に突出する突出部10(外
管3の外周面から見ると凹部10)を形成し、(ii)
各半割り部分3a,3bのプレス加工とは別に内管2を
曲げ機にて曲げ、(iii)内管2の外側に2つの半割
り部分3a,3bを組み付けて、半割り部分3a,3b
を溶接にて接合する。 [第3実施形態の二重排気管の製造方法]図12は、第
3実施形態の二重排気管の製造方法を示す図である。
【0028】図12に示すように、第3実施形態の製造
方法は、(i)2枚の板材53cを夫々プレス加工して
外管3の一端部を軸心方向に正面から見て外管3を上下
に分割したような2つの湾曲した半割り部分53a,5
3bと、その半割り部分53a,53bの少なくとも一
方の湾曲部9になる外周面に内周面側に突出する突出部
10(外管3の外周面から見ると凹部10)を形成し、
(ii)各半割り部分33a,53bのプレス加工とは
別に内管2を曲げ機にて曲げ、(iii)内管2の外側
に2つの半割り部分53a,53bを組み付けて、半割
り部分3a,3bを溶接にて接合する。
【0029】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施形態の二重パイプ構造として
自動車の排気管を用いた排気系を示し、(a)は概略構
造図、(b)は部分拡大断面図である。
【図2】第1実施形態の二重排気管構造を示す断面図で
ある。
【図3】図2のI−I断面図である。
【図4】図2のI−I断面図であり、湾曲部に形成され
た突出部の変形例を夫々示す図である。
【図5】図2のI−I断面図であり、湾曲部に形成され
た突出部の変形例を夫々示す図である。
【図6】第2実施形態の二重排気管の両端部の構造を示
す軸心方向の断面図である。
【図7】図6のII−II断面図である。
【図8】第2実施形態の二重排気管の両端部の構造を示
す外観図である。
【図9】第2実施形態の二重排気管構造の作用を説明す
る図である。
【図10】第1実施形態の二重排気管の製造方法を示す
図である。
【図11】第2実施形態の二重排気管の製造方法を示す
図である。
【図12】第3実施形態の二重排気管の製造方法を示す
図である。
【符号の説明】
1、40 二重排気管 2、42 内管 3、3a、3b、43 外管 4、44 内管の一端部 5 内管の他端部 6、46 外管の一端部 7 外管の他端部 8 隙間 9 湾曲部 10、21、49 突出部 31 リブ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 湾曲するパイプを内外管の二重構造とし
    た二重パイプ構造において、 前記内外管の両端部を相対的に変位可能な自由端とする
    と共に、外管の湾曲部の外側面に内管側に突出する突出
    部を設け、該突出部にて内管を当接支持することを特徴
    とする二重パイプ構造。
  2. 【請求項2】 前記外管の一端部と湾曲部に、前記内管
    に当接する縮径部を形成すると共に、該縮径部の内管に
    当接する部分が該内管に接合されることを特徴とする請
    求項1に記載の二重パイプ構造。
  3. 【請求項3】 湾曲するパイプを内外管の二重構造とし
    た二重パイプの製造方法において、 前記内外管はパイプ状であり、該外管の外側面に内側に
    突出する突出部を設け、該外管に内管を配置し、内外管
    の相対位置を保持し、該外管の突出部が湾曲外方になる
    ように内外管を曲げることを特徴とする二重パイプの製
    造方法。
  4. 【請求項4】 湾曲するパイプを内外管の二重構造とし
    た二重パイプの製造方法において、 前記内管をパイプ状とし、前記外管を軸心方向に2分割
    された板材とし、前記板材に突出部を設け、該内管と該
    板材とを該突出部が湾曲外方になるように曲げ、内管を
    板材に配置して該板材同士を接合することを特徴とする
    二重パイプの製造方法。
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