JP2006348850A - Exhaust pipe structure of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の内燃機関の排気管構造に関するものであり、より詳しくは、多重管構造の排気管において、内管の振動に起因する騒音の低減を図る技術に関するものである。 The present invention relates to an exhaust pipe structure of an internal combustion engine such as an automobile, and more particularly to a technique for reducing noise caused by vibration of an inner pipe in an exhaust pipe having a multiple pipe structure.
従来、自動車等の内燃機関の排気管構造において、エキゾーストマニホールドや、排気管を二重構造とする技術は周知となっており、この二重構造について開示する文献も存在する(例えば、特許文献1参照。)。
この二重構造においては、内管の薄板化により、内管の熱容量を下げ、排気ガスの温度低下を防ぐことにより、触媒を早期に活性化させ、エンジンスタート時のエミッション性能(排気ガスの浄化性能)の改善が可能となる。
また、特許文献1では、二重構造において、内管に半径方向外側へ突出されるビード部を設けることにより、内管に生じる熱応力を低減させる技術について開示している。
In this double structure, by reducing the heat capacity of the inner pipe by reducing the thickness of the inner pipe and preventing the temperature of the exhaust gas from decreasing, the catalyst is activated early, and the emission performance at the start of the engine (exhaust gas purification) (Performance) can be improved.
Patent Document 1 discloses a technique for reducing thermal stress generated in an inner tube by providing a bead portion protruding radially outward in the inner tube in a double structure.
近年では、環境対策の観点から、前記エミッション性能の更なる改善が求められており、前記内管の更なる薄肉化が要求されている。
しかし、内管が薄板化されると、材料自体の剛性が低下するため、板厚の厚い内管と比べると、内管の振動は大きくなってしまい、当該振動が起因となって騒音が大きくなるという問題があった。
この騒音の問題は、特に高い静粛性を求められる自動車等においては重要な問題となるのである。
尚、特許文献1においては、ビード部を設けた構成が開示されているが、このビード部と内管の振動や騒音の関連性については開示も示唆もされていない。
In recent years, further improvement of the emission performance has been demanded from the viewpoint of environmental measures, and further thinning of the inner pipe is required.
However, when the inner tube is made thinner, the rigidity of the material itself decreases, so the vibration of the inner tube becomes larger than that of a thicker inner tube, resulting in a greater noise due to the vibration. There was a problem of becoming.
This noise problem is an important problem particularly in automobiles and the like that require high quietness.
In addition, in patent document 1, although the structure which provided the bead part is disclosed, it is neither disclosed nor suggested about the relationship of the vibration and noise of this bead part and an inner pipe.
そこで、本発明は、内燃機関の多重管構造の排気管において、内管の振動を抑制し、該振動に起因する騒音を低減させるための技術を提案するものである。 Therefore, the present invention proposes a technique for suppressing the vibration of the inner pipe and reducing the noise caused by the vibration in the exhaust pipe having the multi-pipe structure of the internal combustion engine.
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1に記載のごとく、内部で排気を通過させる内管と、前記内管を覆う外管とから構成される内燃機関の排気管構造であって、前記内管には、前記外管の内側表面に向って突出され、前記外管の内側表面に当接される当接部が設けられる構成としている。 That is, an exhaust pipe structure of an internal combustion engine comprising an inner pipe that allows exhaust to pass inside and an outer pipe that covers the inner pipe as defined in claim 1, wherein the inner pipe includes the outer pipe A configuration is provided in which an abutting portion that protrudes toward the inner surface of the tube and contacts the inner surface of the outer tube is provided.
また、請求項2に記載のごとく、前記内管の屈曲部を構成する部位は、前記内管の外側、又は、内側に向って突出される構成としている。
Further, as described in
また、請求項3に記載のごとく、前記内管及び前記当接部は、プレス成形にて成形されるものとしている。
Further, as described in
また、請求項4に記載のごとく、前記プレス成形は、液圧成形法にて実施されるものとしている。 Further, as described in claim 4, the press molding is performed by a hydraulic molding method.
以上の請求項1に記載の発明では、内管に当接部を設けることによれば、該内管は当接部を介して外管に対して拘束されるため、内管の振動を抑制することができ、該振動に起因して発生する騒音を低減することができる。 In the first aspect of the present invention, by providing the contact portion on the inner tube, the inner tube is restrained with respect to the outer tube via the contact portion, so that the vibration of the inner tube is suppressed. The noise generated due to the vibration can be reduced.
また、請求項2に記載の発明では、突出された部位における面剛性を向上させることができ、この面剛性の向上により、内管の振動に起因する騒音の低減を図ることができる。
In the invention according to
また、請求項3に記載の発明では、従来の内管を成形するためのプレス成形工数を維持することができ、プレスの稼動費や、労務費を従来と略同値のまま維持することができる。
In the invention according to
また、請求項4に記載の発明では、被成形物の表面に均一に液体圧力を作用させて塑性変形を行うことができるため、複雑形状の成形が可能とされ、また、成形シワや、割れといった不良も少ないものとすることができる。 Further, in the invention according to claim 4, since it is possible to perform plastic deformation by uniformly applying a liquid pressure to the surface of the molding object, it is possible to mold a complicated shape, and it is possible to mold wrinkles and cracks. Such defects can be reduced.
本発明は、図1及び図2に示すごとく、内部で排気を通過させる内管1と、前記内管1を覆う外管2とから構成される内燃機関の排気管構造であって、前記内管1には、前記外管2の内側表面2uに向って突出され、前記外管2の内側表面2uに当接される当接部1a・1b・1c・1dが設けられる構成としている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the present invention is an exhaust pipe structure of an internal combustion engine including an inner pipe 1 that allows exhaust to pass through and an
このように、内管1に当接部1a・1b・1c・1dを設けることによれば、内管1は当接部1a・1b・1c・1dを介して外管2に対して拘束されるため(支持されるため(図6参照))、内管1の振動を抑制することができ、該振動に起因して発生する騒音を低減することができる。
また、前記当接部1a・1b・1c・1dは、内管1の適宜箇所に形成されるものであるが、特に、振動が発生する部位に形成することにより、外管2に対する拘束を強めることが好適である。
Thus, by providing the
The
また、当接部1a・1b・1c・1dの機能により、内管1を拘束するためのワイヤメッシュ等の拘束部材が必要なくなり、部品製作コストを低く抑えることができる。
Further, the function of the
また、内管1に当接部1a・1b・1c・1dが設けられることで、内管1を構成する板材には凹凸の部位が構成されることから、前記当接部1a・1b・1c・1dを設けずに板材を平坦な面で構成する場合と比較して、内管1の面剛性(曲げやねじれに対する板材の剛性)を高めることができる。
この面剛性の向上により、内管1の振動に起因する騒音の低減を図ることができる。
Further, since the inner tube 1 is provided with the
By improving the surface rigidity, it is possible to reduce noise caused by the vibration of the inner tube 1.
また、この面剛性の向上の観点から、図1に示すごとく、前記内管1の屈曲部を構成する部位1r・1s・1t・1uは、内管1の外側、又は、内側に向って突出される構成とし、当該部位1r・1s・1t・1uの面剛性を向上させる構成としている。
図1の例では、シリンダブロック5に接続される枝管1A・1A・・・を主管1Bに合流される構成とするエキゾーストマニホールド6の内管1を構成しており、排気ガスが前記枝管1A・1A・・・から主管1Bに合流される部位1r・1s・1t・1uは、内管1の外側、又は、内側に向って突出される構成とし、当該部位1r・1s・1t・1uの面剛性を向上させる構成としている。
Further, from the viewpoint of improving the surface rigidity, as shown in FIG. 1, the
In the example of FIG. 1, the
このような、シリンダブロック5から排出される排気ガスが、前記枝管1A・1A・・・から主管1Bに合流される部位1r・1s・1t・1uにおいては、排気ガスが内管表面に対して垂直、もしくは、垂直に近い角度で吹きあてられるため、排気ガスから大きな圧力を受けて、特に、脈動流にて振動が発生することが懸念される。
このため、当該部位1r・1s・1t・1uの面剛性を向上させることとし、これによれば、当該部位1r・1s・1t・1uにおける内管1の振動を抑制することができる。
尚、部位1rについては、前記当接部1bにて構成されるものとし、外管2の内側表面2uに当接することで上述した振動防止にも寄与するものとしている。他の部位1s・1t・1uについては、内管1の内側に向って突出されることで、面剛性が向上されることとしている。
In
Therefore, the surface rigidity of the
In addition, about the site | part 1r, it shall be comprised by the said contact part 1b, and it shall contribute to the vibration prevention mentioned above by contact | abutting to the
また、図1及び図2に示すごとく、前記当接部1a・1b・1c・1dにつき、内管1を流れる排気は、略300度〜略550度にまで到達するものであり、これに伴う内管1の温度上昇により、内管1は熱膨張することになるが、この熱膨張によって、前記当接部1a・1b・1c・1dは、外管2の内側表面2uに押し付けられることとなるため、内管1が外管2により確実に支持されることができる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust flowing through the inner pipe 1 reaches about 300 degrees to about 550 degrees with respect to the
以上の構成は、例えば、図1に示すごとく、エンジンのシリンダブロック5に取り付けられるエキゾーストマニホールド6に適用可能である。また、図3に示される形状のエキゾーストマニホールド16における屈曲部を構成する部位16a・16b・16cや、図4に示すごとく、これらエキゾーストマニホールドよりも下流側に配置される配管17の屈曲部を構成する部位17a・17bに適用することも可能である。また、図4に示すごとくの配管17における直線状の部位については、外管2の内側表面2uに当接する当接部17c〜17fを設けることとし、これにより、直線状の部位における振動の低減を図ることができる。
The above configuration can be applied to, for example, an exhaust manifold 6 attached to an
また、前記内管1は、例えば、図5に示すごとく、平らな板材1Mから、プレス成形にて、前記当接部1a・1a・・・を膨出させつつ、半割形状を二つ並べた中間成形体1Nを形成し、該半割形状の接合部1nで折り曲げるようにして、断面視円形の内管1を形成することにより製造されるものである。
そして、内管1の形成後、半割形状の外管部材2a・2bを内管1の両側から覆い、図6に示すごとく、外管部材2a・2bの接合部の溶接4・4を行うことで配管3が構成される。
Further, as shown in FIG. 5, for example, the inner tube 1 is formed by arranging two halved shapes while bulging the
Then, after the inner tube 1 is formed, the half-shaped
尚、図5における中間成形体1Nについては、半割形状としたが、この形態に限定されるものではなく、三つ、四つといったより多くの断面視円弧形状をなす円弧部材を構成し、各円弧部材の接合部を折り曲げるようにして断面視円形の内管1を構成することとしてもよい。また、分割された断面視円弧形状をなす円弧部材を、互いにかしめて接合すること等により、断面視円形の内管1を構成することとしてもよい。
Incidentally, the intermediate molded
以上のように、プレス成形により、前記内管1及び前記当接部1a・1b・1c・1d(図1参照)を成形することによれば、これら内管1、当接部1a・1b・1c・1dの成形を同時に実施することができ、従来の内管1を成形するためのプレス成形工数を維持することができ、プレスの稼動費や、労務費を従来と略同値のまま維持することができる。
As described above, by molding the inner tube 1 and the
また、前記プレス成形は、液圧成形法にて実施されることとする。
この液圧成形法は、液体の圧力を利用して板状の被成形物を成形する方法であり、一般的なものとして、板状の被成形物の一方の面に水や油等の液体により圧力を作用させ、被成形物の他方の面を所定の形状の金型等に沿って塑性変形させる、あるいは、筒状の被成形物の内周面に液体により圧力を作用させ、被成形物の外周面を所定の形状の金型等に沿って塑性変形させるものが知られている。
The press molding is performed by a hydraulic molding method.
This hydraulic forming method is a method of forming a plate-shaped object by using the pressure of the liquid. As a general method, a liquid such as water or oil is applied to one surface of the plate-shaped object. The pressure is applied to the other surface of the molding to be plastically deformed along a mold having a predetermined shape, or the pressure is applied to the inner peripheral surface of the cylindrical molding by a liquid. There is known one that plastically deforms an outer peripheral surface of an object along a mold or the like having a predetermined shape.
そして、この液圧成形方法によれば、被成形物の表面に均一に液体圧力を作用させて塑性変形を行うことができるため、複雑形状の成形が可能とされ、また、成形シワや、割れといった不良も少ないものとすることができる。
例えば、図1に示すごとく、各当接部1a・1b・1c・1dの形状をそれぞれ異なった形状にすることが可能となるのである。
また、図7の内管1Fに示すように、排気ガスの流れ方向に長い形状とする当接部1fを構成することや、内管1Gに示すように、突起状の当接部1gを構成することや、内管1Hに示すように、円周方向に長い形状とする当接部1hを構成することも可能である。
また、図7の内管1Iに示すように、内管1の断面が波形となるように、外側へ突出する当接部1iと、内側へ突出する窪み部1j・1jを交互に設ける構成としてもよい。
According to this hydraulic forming method, it is possible to perform plastic deformation by uniformly applying liquid pressure to the surface of the object to be molded, so that it is possible to form a complicated shape, and it is possible to form wrinkles and cracks. Such defects can be reduced.
For example, as shown in FIG. 1, the
Further, as shown in the
Further, as shown in an inner tube 1I of FIG. 7, a configuration in which an abutting portion 1i protruding outward and recesses 1j and 1j protruding inward are alternately provided so that the inner tube 1 has a corrugated cross section. Also good.
また、上述した各当接部1a・1b・1c・1dについては、外管2の内側表面2uに対して、点接触、或いは、線接触する構成とし、内管1から外管2へ伝達される熱量を最小限に抑える構成としている。
これにより、内管1の内部を通過する排気ガスの温度低下を最小限に抑えることができ、本発明の構成を採用することによるエミッション性能の悪化を防止できる。
Further, the
Thereby, the temperature fall of the exhaust gas which passes through the inside of the inner pipe 1 can be minimized, and deterioration of the emission performance due to the adoption of the configuration of the present invention can be prevented.
また、図8に示すごとく、前記内管1については、例えば、板材1P・1Qから二重構造とされるように、複数の板材を重ねて構成される多重構造であってもよい。
このように内管1を多重構造とすることによれば、内管1を構成する各板材1P・1Qは、互いに振動を減衰させ合うことになり、内管1全体としては、一枚の板材で構成される場合と比較して、振動が減衰されることになり、該振動に起因して発生する騒音を低減することができる。
また、内管1を多重構造とすることで、内管1の剛性が向上することから、内管1が外管2との間で無駄に振動することがなくなり、この剛性の向上によっても、騒音の低減が図られる。
Further, as shown in FIG. 8, the inner tube 1 may have a multiple structure in which a plurality of plate materials are stacked so that a double structure is formed from the
When the inner tube 1 has a multiple structure as described above, the
Further, since the inner tube 1 has a multiple structure, the rigidity of the inner tube 1 is improved, so that the inner tube 1 is not vibrated with the
1 内管
1a・1b 当接部
2 外管
2u 内側表面
3 配管
4 溶接
5 シリンダブロック
6 エキゾーストマニホールド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記内管には、前記外管の内側表面に向って突出され、前記外管の内側表面に当接される当接部が設けられる、内燃機関の排気管構造。 An exhaust pipe structure of an internal combustion engine comprising an inner pipe that allows exhaust to pass inside and an outer pipe that covers the inner pipe,
An exhaust pipe structure for an internal combustion engine, wherein the inner pipe is provided with a contact portion that protrudes toward the inner surface of the outer pipe and contacts the inner surface of the outer pipe.
請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の排気管構造。 The inner tube and the contact portion are formed by press molding,
An exhaust pipe structure for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の内燃機関の排気管構造。 The press molding is performed by a hydraulic molding method,
The exhaust pipe structure for an internal combustion engine according to claim 3.
Priority Applications (1)
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JP2005176193A JP2006348850A (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Exhaust pipe structure of internal combustion engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016217152A (en) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | Muffler structure |
-
2005
- 2005-06-16 JP JP2005176193A patent/JP2006348850A/en not_active Withdrawn
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