JP2006022749A - Slide support structure of tube in exhaust system of engine - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車等のエンジンの排気系において排気管等の管体をスライド移動可能に支持するスライド支持構造に関する。 The present invention relates to a slide support structure that supports a pipe body such as an exhaust pipe so as to be slidable in an exhaust system of an engine such as an automobile.
従来、自動車等のエンジンの排気系において、排気管等の管体をスライド可能に支持するようにしたものは知られている。具体的には、例えば下記特許文献1〜3に記載のように排気マニホールドや排気管を内外二重に形成し、その内外管が互いに干渉しないように所定の間隔を確保すると共に、内外管の熱膨張差等によるずれを吸収する等の目的で、上記内外管間に金属線材製のスペーサを介在させることによって、上記内外管を相対移動可能(スライド移動可能)に支持させる。あるいは上記内外管のいずれか一方または両方を上記と同様のスペーサを介して車体等の固定部材に対してスライド移動可能に支持することが提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an exhaust system of an engine such as an automobile, a pipe body such as an exhaust pipe is slidably supported. Specifically, for example, as described in Patent Documents 1 to 3 below, exhaust manifolds and exhaust pipes are formed in an inner and outer double, a predetermined interval is secured so that the inner and outer pipes do not interfere with each other, and the inner and outer pipes For the purpose of absorbing a shift due to a difference in thermal expansion or the like, the inner and outer tubes are supported so as to be relatively movable (slidable) by interposing a metal wire spacer between the inner and outer tubes. Alternatively, it has been proposed that one or both of the inner and outer pipes are slidably supported with respect to a fixing member such as a vehicle body via a spacer similar to the above.
ところが、上記のように内外管等の管体を金属線材製のスペーサを介してスライド移動可能に支持するものは、上記管体とスペーサとの接触圧力が弱いとガタツキが生じて、車体振動等で騒音を発する等のおそれがあり、逆に管体とスペーサとの接触圧力が強すぎると、排気熱等による管体の円滑な膨張収縮が妨げられて大きな摺動音を発する等のおそれがある。特に、エンジン駆動時の排気熱で管体が熱膨張した後、エンジンを停止して温度が急激に低下して収縮する際に、管体とスペーサとが強く擦れて大きな摩擦音や異音を発する等の不具合があった。また上記管体とスペーサとの接触圧力がどの程度のときに大きな摩擦音や異音を発するのかが判らないのが実状であった。 However, as described above, the pipe body such as the inner and outer pipes that are slidably supported through the spacer made of the metal wire material is loose when the contact pressure between the pipe body and the spacer is weak, and the vehicle body vibration or the like. In contrast, if the contact pressure between the tube and the spacer is too strong, smooth expansion and contraction of the tube due to exhaust heat etc. may be hindered and a large sliding noise may be generated. is there. In particular, when the pipe is thermally expanded due to exhaust heat when the engine is driven, and the engine is stopped and the temperature rapidly decreases and contracts, the pipe and the spacer are strongly rubbed to generate a large friction noise or abnormal noise. There were problems such as. In addition, the actual situation is that it is impossible to determine at what level the contact pressure between the tube body and the spacer generates a large frictional noise or abnormal noise.
本発明は上記従来の問題点に鑑みて提案されたもので、上記のような内外管等の管体を金属線材製のスペーサを介してスライド移動可能に支持する場合において、大きな摩擦音や異音等を発することなく良好に支持することのできるエンジンの排気系における管体のスライド支持構造を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-described conventional problems. When a tubular body such as the above-described inner and outer pipes is slidably supported via a metal wire spacer, a large frictional noise or abnormal noise is generated. An object of the present invention is to provide a slide support structure for a tubular body in an exhaust system of an engine that can be favorably supported without causing any problems.
上記の目的を達成するために本発明者は鋭意研究した結果、上記内外管等の管体を金属線材製のスペーサでスライド移動可能に支持した状態で、上記管体とスペーサとを相対的にスライド移動させた場合には、摺動音が発生し、その摺動音はスライド荷重、すなわち相対的なスライド移動が開始されるのに要する初期荷重が大きくなる程、それにほぼ比例して音圧が高くなり、スライド荷重が所定値以上になったときには音圧的にも不快な摩擦音や異音が発生することを実験により見い出し、本発明を完成するに至ったものである。 In order to achieve the above object, the present inventor has intensively studied, and as a result, the tube body and the spacer are relatively moved in a state in which the tube body such as the inner and outer pipes is slidably supported by the metal wire spacer. When the slide is moved, a sliding sound is generated. The sliding sound is almost proportional to the slide load, that is, the initial load required to start the relative slide movement increases. As a result, it has been found through experiments that the frictional noise and noise that are uncomfortable in terms of sound pressure are generated when the slide load exceeds a predetermined value, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明によるエンジンの排気系における管体のスライド支持構造は、管体を金属線材製のスペーサを介してスライド移動可能に支持するようにしたエンジンの排気系における管体のスライド支持構造において、熱膨張等によって上記スペーサに対して管体が軸線方向に相対的にスライド移動する際のスライド荷重が、常温(一般に約20℃程度)で60kgf以下となるようにしたことを特徴とする。なお上記のスライド荷重とは、スペーサに対して管体が軸線方向に相対的にスライド移動が開始されるときの上記軸線方向の相対的な初期荷重をいう。また上記スライド荷重は、実際にエンジンを駆動して排気が流通している状態でなくてもよく、例えば管体を金属線材製スペーサでスライド可能に保持した状態で上記スペーサと管体とを軸線方向に相対的に移動させる際の初期荷重が上記の要件を満たせばよい。また本発明においては、上記の金属線材製スペーサの密度は、2.2×103kg/m3〜2.85×103kg/m3の範囲内となるようにするのが望ましい。 That is, the tubular slide support structure in the exhaust system of the engine according to the present invention is a slide support structure of the tubular body in the exhaust system of the engine in which the tubular body is slidably supported through the spacer made of metal wire. The slide load when the tube body slides relative to the spacer in the axial direction due to thermal expansion or the like is set to 60 kgf or less at room temperature (generally about 20 ° C.). The above-mentioned slide load means a relative initial load in the axial direction when the tube body starts to slide relative to the spacer in the axial direction. The slide load may not be in a state where the engine is actually driven and the exhaust gas is circulating. For example, the axial line between the spacer and the tube is held while the tube is slidably held by a metal wire spacer. The initial load at the time of moving relatively in the direction only needs to satisfy the above requirements. In the present invention, it is desirable that the density of the metal wire spacer is in the range of 2.2 × 10 3 kg / m 3 to 2.85 × 10 3 kg / m 3 .
上記のように管体とスペーサとのスライド荷重が常温で60kgf以下となるようにしたことによって、前記従来例のような大きな摩擦音や異音等を発することなく管体を良好に支持することが可能となる。 As described above, the slide load between the tube body and the spacer is set to 60 kgf or less at room temperature, so that the tube body can be favorably supported without generating large frictional noise or abnormal noise as in the conventional example. It becomes possible.
以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図1は本発明によるエンジンの排気系における管体のスライド支持構造の一実施形態を示す一部縦断正面図、図2はその一部の拡大図である。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a partially longitudinal front view showing an embodiment of a slide support structure for a tubular body in an exhaust system of an engine according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a part thereof.
本実施形態は、自動車等のエンジンの排気系において、中空二重に形成してなる排気管に適用したもので、図において、1はエンジン、2は排気マニホールド、3は排気管、4はキャタライザ、3aはそのキャタライザ4で浄化された排気を車体後部の図に省略した消音器に導く後部排気管である。
The present embodiment is applied to an exhaust pipe formed in a hollow double in an exhaust system of an engine such as an automobile. In the figure, 1 is an engine, 2 is an exhaust manifold, 3 is an exhaust pipe, and 4 is a catalyzer.
上記の排気管3は、図2に示すように内管31と外管32とで内外二重に形成され、その排気管3の上流側と下流側の端部における内外管31・32間には、ステンレスウール等の金属線材よりなる短筒状のスペーサ6が介在されている。その各スペーサ6は、本実施形態においては外管32の内面に形成したリング状の凹部32a内に配置することによって、外管32に対しては軸線方向に相対移動不能に固定され、また内管31に対しては軸線方向に相対移動(スライド移動)可能である。
As shown in FIG. 2, the
図において、7は排気管3の上流側端部に設けた排気マニホールド2との接続用フランジで、排気管3の外管2の上流側端部が上記フランジ7に溶接等で固着されている。また前記キャタライザ4は、外筒41内にハニカム触媒42を収容した構成であり、その外筒41の上流側端部は漸次縮径されて排気管3の下流側端部における外管32の外周に嵌合すると共に図に省略した溶接等で接続されている。
In the figure, 7 is a flange for connection to the
そして本実施形態は前記スペーサ6と、管体としての内管31とのスライド荷重が60kgf以下となるようにしたもので、そのようにすると、排気熱等による内管31の膨張収縮でスペーサ6に対して内管31が軸線方向に相対移動する際に、大きな摩擦音や異音が発生するのを防ぐことができる。
In this embodiment, the sliding load between the
なお、スライド荷重とは、前述のようにスペーサ6に対して管体としての内管31が軸線方向に相対的にスライド移動が開始されるときの上記軸線方向の相対的な初期荷重をいい、上記スライド荷重は、実際にエンジンを駆動して排気が流通している状態でなくてもよく、例えば上記内管31を上記スペーサ6でスライド可能に保持した状態で該スペーサ6と内管31とを軸線方向に相対的に移動させる際の初期荷重が上記の要件を満たせばよい。
The slide load refers to the relative initial load in the axial direction when the
また上記の金属線材製スペーサ6の密度は適宜であるが、好ましくは2.2×103kg/m3〜2.85×103kg/m3の範囲内となるようにするのが望ましい。それは、2.2×103kg/m3未満であると、ガタツキが生じたり、耐久性が低下する等の不具合があり、2.85×103kg/m3を超えると、摺動時に突発的に大きな摺動音を発したり、場合によっては摺動不能となる等のおそれがあるからである。
Further, the density of the
なお上記実施形態は、内外二重の排気管3における外管32の内周面に凹部32aを形成し、その凹部32a内にスペーサ6を配置して軸線方向に移動不能に固定するようにしたが、そのスペーサ6の固定手段は適宜である。また前記実施形態および実施例においては、外管32に対してスペーサ6を固定し、そのスペーサ6に内管31を軸線方向に相対移動可能に支持させたが、内管31にスペーサ6を固定し、そのスペーサ6に外管32を軸線方向に相対移動可能に支持させてもよい。或いはスペーサ6に対して内外管31・32のいずれも各々独立に軸線方向に相対移動可能に支持させたものにも適用できる。
In the above embodiment, the
また本発明は内外二重の排気管に限らず、単層の排気管にも適用可能であり、また排気管に限らず排気マニホールドやキャタライザもしくは消音器等を構成する管や、それらの内部に配設される管などエンジン排気系における管体であって金属線材製のスペーサで摺動可能に支持するものであれば各種の管体に適用可能である。 The present invention is not limited to the double exhaust pipe inside and outside, and can be applied to a single-layer exhaust pipe. Not only the exhaust pipe, but also pipes constituting an exhaust manifold, a catalyzer, a silencer, etc. Any pipe body in the engine exhaust system, such as a pipe to be disposed, which is slidably supported by a metal wire spacer can be applied to various pipe bodies.
図3はその一例を示すもので、自動車用エンジンの排気系における比較的上流側の例えば触媒コンバータ(不図示)の直後に配設されるサブマフラ10に適用したものである。そのマフラ10は、内管11と外管12との間にステンレスウールやグラスウール等の吸音材13を介在させ、その内管11の内側に排気案内管14を設けた構成である。その排気案内管14には排気管3aが接続され、その排気管3aから排気案内管14内に導入された排気中の騒音は、上記排気案内管14と内管11とに形成した多数の貫通孔14a・12aを介して前記吸音材13で吸収されて消音される構成である。
FIG. 3 shows an example thereof, which is applied to a
そして本例においては、上記内管11の端部内面に間隔保持用筒体15を設け、その筒体15と排気案内管14との間に金属線材製のスペーサ16を介在させたもので、このような構成のものにあっても上記スペーサ16に対して上記排気案内管14または筒体15および内管11が軸方向に相対的にスライド移動する際のスライド荷重を前記の条件に設定すれば、前記と同様にスライド移動時に大きな摩擦音や異音が発生するのを防ぐことができると共に、上記内管11や排気案内管14等の管体を良好に支持することができるものである。
In this example, a
前記図1および図2の排気管を想定して、スペーサ6に対して内管31が軸線方向に相対的にスライド移動する際の初期荷重(スライド荷重)を適宜変化させ、その各場合のスライド移動時の音圧をスペーサ6の近傍で測定した。その結果を図4に示す。図4からも明らかなようにスライド荷重が常温(一般に約20℃程度)で60kgf以上では音圧レベルが約53dBA以上となり、騒音の原因となることが分かった。
Assuming the exhaust pipe of FIGS. 1 and 2, the initial load (slide load) when the
以上のように、本発明によるエンジンの排気系における管体のスライド支持構造は、管体を金属線材製のスペーサを介してスライド移動可能に支持するようにしたエンジンの排気系における管体のスライド支持構造において、熱膨張等によって上記スペーサに対して管体が軸線方向に相対的にスライド移動する際のスライド荷重が、常温で60kgf以下となるようにしたことによって、前記従来例のような大きな摩擦音や異音等を発することなく管体を良好に支持することが可能となるもので、自動車等の車室内や周囲環境の騒音低下等の環境改善に効果がある。 As described above, the tubular slide support structure in the exhaust system of the engine according to the present invention is a slide of the tubular body in the exhaust system of the engine in which the tubular body is slidably supported through the spacer made of metal wire. In the support structure, the slide load when the tube body slides relative to the spacer relative to the spacer due to thermal expansion or the like is set to be not more than 60 kgf at room temperature, which is large as in the conventional example. This makes it possible to favorably support the pipe body without generating frictional noise or abnormal noise, and is effective in improving the environment such as noise reduction in the interior of the vehicle or the surrounding environment of an automobile or the like.
1 エンジン
2 排気マニホールド
3、3a 排気管
31 内管
32 外管
4 キャタライザ
6、16 スペーサ
10 サブマフラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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---|---|---|---|---|
KR100925929B1 (en) | 2007-12-14 | 2009-11-09 | 현대자동차주식회사 | Engine booming noise decreasing typed exhaust system in vehicle |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53143914U (en) * | 1977-04-19 | 1978-11-13 | ||
JPH10280953A (en) * | 1997-04-02 | 1998-10-20 | Sango Co Ltd | Muffler and its manufacture |
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2004
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