JP2008025352A - 排気管の可撓継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】インナーブレードの縮径を防止し得る排気管の可撓継手構造を提供する。
【解決手段】相互に逆向きの螺旋状を成して交錯する耐熱性線材の束を筒状にブレード編みして編成したインナーブレード６を蛇管４の内周面に装備した排気管２の可撓継手構造に関し、インナーブレード６の入側端部と一緒に蛇管４の入口に内嵌装着され且つインナーブレード６の内周面に沿い該内周面より小さな径で蛇管４の出口側へ所要長さ延びる第一のブレード押え管８と、蛇管４の出口に内嵌装着され且つインナーブレード６の内周面に沿い該内周面より小さな径で蛇管４の入口側へ所要長さ延びて蛇管４との間に形成されるポケット部１１にインナーブレード６の出側端部を摺動自在に収容する第二のブレード押え管１０とを備え、これら第一及び第二のブレード押え管８，１０に多数の通気孔９，１２を穿設して通気構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気管の可撓継手構造に関するものである。

図２は従来における排気管の可撓継手構造の一例を示すもので、一般的に、車体１（図示する例ではフレーム）側に固定されることになる排気管２では、図示しないエンジンからの振動により破断応力が作用することを防止するため、クランプ３による車体１側への固定部位とエンジン側との間に蛇腹構造の伸縮自在な蛇管４が介装されるようになっている。

図３に拡大して示す如く、ここに例示されている蛇管４では、山部を螺旋状に形成したベローズ４ａと、該ベローズ４ａの山部に対応した螺旋状の山部を端部に備えて前記ベローズ４ａの端部に内嵌螺着され且つ該ベローズ４ａの終端を自身の外周面に溶接せしめたガイド管４ｂとにより構成されるようになっている。

ただし、このように構成された従来の蛇管４では、ベローズ４ａの表面積が極めて大きく且つ極薄板となっていて熱放出が大であったため、この部分が排気熱の放熱ポイントとなって下流側の後処理装置の温度条件に悪影響を及ぼす虞れがあり、また、排気ガスがベローズ４ａの凸凹形状に当たることで気流音が発生し且つこの気流音が極薄板のベローズ４ａを通して外部へ漏れ出てしまう虞れもあった。

このため、図４に拡大して示す如く、相互に逆向きの螺旋状を成して交錯する耐熱性線材５の束を筒状にブレード編みしてインナーブレード６を編成し、図５に示す如く、このインナーブレード６を蛇管４の内周面に装備して排気ガスがベローズ４ａの内側に直接吹き付けないようにし、これにより断熱効果や遮音効果を高めることが提案されている。

尚、この種の排気管の可撓継手構造に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１〜４等がある。
実開昭５８−１２４６１４号公報 実開昭５８−４２４８５号公報 実開平２−１４５６１８号公報 特開平７−２１７４３１号公報

しかしながら、前述した如きブレード編みされたインナーブレード６にあっては、図６に示す如く、自重や排気ガスの圧力等といった外力で軸心方向に引き伸ばされた際に、インナーブレード６の菱形状の編目（図４参照）が軸心方向に長く偏平化することで縮径してしまう性質があり、このように軸心方向に引き伸ばされて縮径した状態のまま排気ガスの熱に晒され続けると、耐熱性線材の表面酸化やＣｒ析出によりインナーブレード６が細長く縮径したまま棒状に硬化してしまい、これにより排気ガスの流れが絞り込まれて大幅な圧力損失の増加を招いてしまうという問題があった。

一般的に、この種のインナーブレード６は、その軸心方向の両端を蛇管４の内周面に対し溶接等で固定してしまうと、蛇管４の拡縮動作の大変位時に引っ張り荷重が大きくかかったり、蛇管４の拡縮動作に伴う繰り返し応力で耐熱性線材５が切れ易くなったりするので、上流側端のみを固定リング７を介し蛇管４の内周面に溶接等で固定して下流側は自由端としているのが通常であるが、特に先の図５及び図６で例示しているような蛇管４を縦向きに配置した構造では、インナーブレード６の自重による下方向きの引き伸ばし作用が強く効いてしまい、インナーブレード６が縮径する問題が顕著に現れているのが実情である。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、インナーブレードの縮径を防止し得る排気管の可撓継手構造を提供することを目的とする。

本発明は、相互に逆向きの螺旋状を成して交錯する耐熱性線材の束を筒状にブレード編みして編成したインナーブレードを蛇管の内周面に装備した排気管の可撓継手構造であって、インナーブレードの入側端部と一緒に蛇管の入口に内嵌装着され且つインナーブレードの内周面に沿い該内周面より小さな径で蛇管の出口側へ所要長さ延びる第一のブレード押え管と、蛇管の出口に内嵌装着され且つインナーブレードの内周面に沿い該内周面より小さな径で蛇管の入口側へ所要長さ延びて蛇管との間に形成されるポケット部にインナーブレードの出側端部を摺動自在に収容する第二のブレード押え管とを備え、これら第一及び第二のブレード押え管に多数の通気孔を穿設して通気構造としたことを特徴とするものである。

このようにすれば、インナーブレードが自重や排気ガスの圧力等といった軸心方向に引き伸ばす方向の外力を受けたとしても、その出側端部が第二のブレード押え管と蛇管との間のポケット部における最深部に突き当たって止まるので、それ以上のインナーブレードの伸びが阻止され、該インナーブレードの伸びに伴う縮径が防止されることになる。

しかも、第一のブレード押え管がインナーブレードの内周面より小さな径で蛇管の出口側へ延びているので、この第一のブレード押え管により案内される排気ガスの主流は、インナーブレードの内周面に対し僅かに離間した位置を流れることになり、インナーブレードの内周面に沿う排気ガスの流れが遅くなるので、排気ガス側からインナーブレード側への熱の移動が少なくなり、結果としてインナーブレードによる断熱効果が高められることになる。

尚、各ブレード押え管は、多数の通気孔の穿設により通気構造を成すようになっているので、各ブレード押え管の配置による圧力損失の増加は極めて軽微なものとなる（特に蛇管の出口側に配置される第二のブレード押え管は、排気ガスの流れに対向するポケット部を構成するようになっているので、多数の通気孔が穿設されていないと大幅な圧力損失の増加を招いてしまう）。

また、本発明をより具体的に実施するに際しては、例えば、各ブレード押え管に排気ガス中の炭化水素の酸化反応を助勢する酸化触媒を担持せしめることが好ましく、このようにすれば、排気ガスの一部が各ブレード押え管の触媒表面と接触して流れることで排気ガス中の炭化水素の一部が酸化反応し、その反応熱により排気ガスの昇温化が図られることになり、下流側の後処理装置の温度条件を整え易くなるというメリットが得られる。

この際、排気ガスの大半は各ブレード押え管の触媒表面と接触しないまま通過していくので、排気ガス中の燃焼残り酸素が消費し尽くされることなく下流側へ導かれることになり、その下流側に配置されている後処理装置にて酸化反応を行わせたいような場合に、該後処理装置での酸化反応が酸素不足により不可となってしまうような不具合が未然に回避されることになる。

尚、各ブレード押え管に多数の通気孔が穿設されていることは、各ブレード押え管の表面積が増えて酸化触媒の担持量が増えるという点で有利であり、また、排気ガスが各ブレード押え管の裏面にも回り込んで接触頻度が増えるという点でも有利である。

上記した本発明の排気管の可撓継手構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）インナーブレードの過剰な伸びを阻止して該インナーブレードの伸びに伴う縮径を防止することができるので、インナーブレードが軸心方向に引き伸ばされて細長く縮径したまま棒状に硬化してしまう不具合を確実に回避することができ、これにより排気ガスの流れが絞り込まれて大幅な圧力損失の増加を招いてしまう虞れを未然に防止することができる。

（ＩＩ）排気ガスの主流を第一のブレード押え管により案内してインナーブレードの内周面に対し僅かに離間した位置を流れるようにすることができるので、インナーブレードの内周面に沿う排気ガスの流れを遅くして排気ガス側からインナーブレード側への熱の移動を減らし、インナーブレードによる断熱効果を高めることができる。

（ＩＩＩ）特に各ブレード押え管に排気ガス中の炭化水素の酸化反応を助勢する酸化触媒を担持せしめた場合には、排気ガス中の炭化水素の一部を酸化反応させて反応熱により排気ガスの昇温化を図ることができるので、下流側の後処理装置の温度条件を整え易くすることができ、しかも、排気ガス中の燃焼残り酸素を消費し尽くすことなく下流側の後処理装置に導くことができるので、該後処理装置での酸化反応が酸素不足により不可となってしまうような不具合を未然に回避することができる。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図２〜図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

図１に示す如く、本形態例においては、蛇管４の入口にインナーブレード６の入側端部と一緒にブレード押え管８（第一のブレード押え管）の上端がスポット溶接で内嵌装着されており、このブレード押え管８は、インナーブレード６の内周面に沿い該内周面より小さな径に縮径されて蛇管４の出口側へ向け所要長さ延び、しかも、その全体に多数の通気孔９が穿設されて通気構造を成すようにしてある。

また、蛇管４の出口にはブレード押え管１０（第二のブレード押え管）の下端がスポット溶接で内嵌装着されており、このブレード押え管１０は、インナーブレード６の内周面に沿い該内周面より小さな径に縮径されて蛇管４の入口側へ向け所要長さ延び、このブレード押え管１０における蛇管４の入口側へ向けて延在している部分と蛇管４（ガイド管４ｂ）との間に形成されるポケット部１１にインナーブレード６の出側端部が摺動自在に収容され、しかも、その全体に多数の通気孔１２が穿設されて通気構造を成すようにしてある。

ここで、インナーブレード６の出側端部とブレード押え管１０とのラップ代Ａは、少なくともエンジン側の動き量に約１０ｍｍ程度を加算した量で確保し、エンジン側の振動等によりインナーブレード６の出側端部がポケット部１１から抜脱する事態が起こらないようにしておくことが好ましい。

更に、本形態例においては、排気管２の蛇管４より下流側に酸化反応を利用して排気処理を行うようにした図示しない後処理装置が装備されている場合を想定しており、各ブレード押え管８，１０に排気ガス中の炭化水素の酸化反応を助勢する酸化触媒が担持されるようになっている。

而して、このように排気管２の可撓継手構造を構成すれば、インナーブレード６が自重や排気ガスの圧力等といった軸心方向に引き伸ばす方向の外力を受けたとしても、その出側端部がポケット部１１の最深部に突き当たって止まるので、それ以上のインナーブレード６の伸びが阻止され、該インナーブレード６の伸びに伴う縮径が防止されることになる。

しかも、蛇管４の入口側に配置されたブレード押え管８がインナーブレード６の内周面より小さな径で蛇管４の出口側へ延びているので、このブレード押え管８により案内される排気ガスの主流は、インナーブレード６の内周面に対し僅かな間隔Ｂを隔てて離間した位置を流れることになり、インナーブレード６の内周面に沿う排気ガスの流れが遅くなるので、排気ガス側からインナーブレード６側への熱の移動が少なくなり、結果としてインナーブレード６による断熱効果が高められることになる。

尚、各ブレード押え管８，１０は、多数の通気孔９，１２の穿設により通気構造を成すようになっているので、各ブレード押え管８，１０の配置による圧力損失の増加は極めて軽微なものとなる（特に蛇管４の出口側に配置されるブレード押え管１０は、排気ガスの流れに対向するポケット部１１を構成するようになっているので、多数の通気孔１２が穿設されていないと大幅な圧力損失の増加を招いてしまう）。

また、特に本形態例においては、各ブレード押え管８，１０に排気ガス中の炭化水素の酸化反応を助勢する酸化触媒を担持させているので、排気ガスの一部が各ブレード押え管８，１０の触媒表面と接触して流れることで排気ガス中の炭化水素の一部が酸化反応し、その反応熱により排気ガスの昇温化が図られることになり、下流側の後処理装置の温度条件を整え易くなるというメリットが得られる。

この際、排気ガスの大半は各ブレード押え管８，１０の触媒表面と接触しないまま通過していくので、排気ガス中の燃焼残り酸素が消費し尽くされることなく下流側へ導かれることになり、その下流側に配置されている後処理装置にて酸化反応を行わせたいような場合に、該後処理装置での酸化反応が酸素不足により不可となってしまうような不具合が未然に回避されることになる。

尚、各ブレード押え管８，１０に多数の通気孔９，１２が穿設されていることは、各ブレード押え管８，１０の表面積が増えて酸化触媒の担持量が増えるという点で有利であり、また、排気ガスが各ブレード押え管８，１０の裏面にも回り込んで接触頻度が増えるという点でも有利である。

従って、上記形態例によれば、インナーブレード６の過剰な伸びを阻止して該インナーブレード６の伸びに伴う縮径を防止することができるので、インナーブレード６が軸心方向に引き伸ばされて細長く縮径したまま棒状に硬化してしまう不具合を確実に回避することができ、これにより排気ガスの流れが絞り込まれて大幅な圧力損失の増加を招いてしまう虞れを未然に防止することができる。

更に、排気ガスの主流をブレード押え管８により案内してインナーブレード６の内周面に対し僅かに離間した位置を流れるようにすることができるので、インナーブレード６の内周面に沿う排気ガスの流れを遅くして排気ガス側からインナーブレード６側への熱の移動を減らし、インナーブレード６による断熱効果を高めることができる。

また、排気ガス中の炭化水素の一部を酸化反応させて反応熱により排気ガスの昇温化を図ることができるので、下流側の後処理装置の温度条件を整え易くすることができ、しかも、排気ガス中の燃焼残り酸素を消費し尽くすことなく下流側の後処理装置に導くことができるので、該後処理装置での酸化反応が酸素不足により不可となってしまうような不具合を未然に回避することができる。

例えば、後処理装置が前段に酸化触媒を備えたパティキュレートフィルタである場合、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタより上流側に燃料を添加し、この燃料添加で生じた炭化水素を前段の酸化触媒で酸化反応させ、その反応熱で排気ガスを昇温して直後のパティキュレートフィルタの床温度を上げ、これにより捕集済みパティキュレートを燃やし尽くしてパティキュレートフィルタの再生化を図るケースがあるが、上流側であまり活発に炭化水素の酸化反応が進んでしまうと、酸素不足により肝心なパティキュレートフィルタの前段での酸化反応が進まなくなってしまうので、このような酸素不足を招かない程度に上流側の各ブレード押え管８，１０で排気ガス中の炭化水素の一部だけが酸化反応するのが好ましいのである。

尚、本発明の排気管の可撓継手構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。 従来の排気管の可撓継手構造の一例を示す側面図である。 図２のＩＩＩ部分の詳細を示す断面図である。 蛇管内に備えるインナーブレードの詳細を示す拡大図である。 図３の蛇管内に図４のインナーブレードを備えた例を示す断面図である。 図５のインナーブレードが伸びて縮径した状態を示す断面図である。

符号の説明

２ 排気管
４ 蛇管
６ インナーブレード
８ ブレード押え管（第一のブレード押え管）
９ 通気孔
１０ ブレード押え管（第二のブレード押え管）
１１ ポケット部
１２ 通気孔

Claims (2)

1. 相互に逆向きの螺旋状を成して交錯する耐熱性線材の束を筒状にブレード編みして編成したインナーブレードを蛇管の内周面に装備した排気管の可撓継手構造であって、インナーブレードの入側端部と一緒に蛇管の入口に内嵌装着され且つインナーブレードの内周面に沿い該内周面より小さな径で蛇管の出口側へ所要長さ延びる第一のブレード押え管と、蛇管の出口に内嵌装着され且つインナーブレードの内周面に沿い該内周面より小さな径で蛇管の入口側へ所要長さ延びて蛇管との間に形成されるポケット部にインナーブレードの出側端部を摺動自在に収容する第二のブレード押え管とを備え、これら第一及び第二のブレード押え管に多数の通気孔を穿設して通気構造としたことを特徴とする排気管の可撓継手構造。
2. 各ブレード押え管に排気ガス中の炭化水素の酸化反応を助勢する酸化触媒を担持せしめたことを特徴とする請求項１に記載の排気管の可撓継手構造。

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