JP2009250338A - 配管の継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フランジ部材を安価な材料から構成して凝縮水による腐食を防止することができ、製造コストを低減することができる配管の継手構造を提供すること。
【解決手段】センター排気管１８の上流端部の内周面にフロント排気管１７の下流端部の外周面が当接するように、センター排気管１８の上流端部をフランジ部材からフロント排気管１７の内周面までに延出し、フランジ部材２２、２３に対して上流側および下流側のフロント排気管１７の下流端部とセンター排気管１８の上流端部の近傍のそれぞれに、フロント排気管１７の下流端部とセンター排気管１８の上流端部から下方に突出する凹状の屈曲部３５、３６を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、配管の継手構造に関し、特に、フランジ部材を介して接続される配管の継手構造に関する。

一般に、自動車等の車両に搭載される内燃機関の排気系の構成としては、内燃機関の燃焼室に連通する排気ポート、排気マニホールド、触媒、消音器、排気管等を有して構成されており、排気管の接続に関しては、種々の技術が提案されており、図６に示すようなものが知られている。

図６において、図示しない内燃機関の排気マニホールドには一方の配管である第１の排気管１が接続されており、この第１の排気管１の端部には一方のフランジ部材である第１のフランジ部材３が設けられている。

また、他方の配管である第２の排気管２の端部には他方のフランジ部材である第２のフランジ部材４が設けられており、第１のフランジ部材３および第２のフランジ部材４の間にシール部材５を介装した後、第１のフランジ部材３および第２のフランジ部材４を図示しないボルトおよびナット等によって締結することにより、第１の排気管１と第２の排気管２とが接続されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

一方、内燃機関から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を低減する技術として、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」という）装置が知られている。これは、内燃機関から排出されたガスを燃焼室に再流入させることによりＮＯｘの発生量を低減する技術である。

このＥＧＲ装置は、内燃機関の排気系に配置された触媒の直下流における排気管の側方にＥＧＲ管を接続し、このＥＧＲ管を吸気管に接続するようにしている（例えば、特許文献２参照）。このＥＧＲ管も上述したように第１の排気管と第２の排気管と同様の構成にして、排気管と吸気管の間に介装されている。

ところで、このような排気管やＥＧＲ管を備えた車両の内燃機関の運転（車両の走行）が停止された後、例えば、夜間等、外気温度がごく低い状態で放置されると、排気管やＥＧＲ管が外気によって急速に冷却されることから、排気管やＥＧＲ管の管壁とその内部に残留した排気ガスとの温度差に起因して排気ガス中に含まれる水蒸気成分が凝縮されるようになる。また、ＥＧＲ管にＥＧＲクーラが設けられている場合には、高温の排気ガスが冷却されることにより、排気ガス中に含まれる水蒸気成分が凝縮されるようになる。

このため、排気管やＥＧＲ管の管壁にこの凝縮された水蒸気成分（凝縮水）が付着するようになる。この凝縮水は強い酸性を有しているため、通常、第１の排気管１および第２の排気管２を耐酸性に優れた材料として、ＳＵＳ（ステンレス）材が用いられ、凝縮水による腐食を抑制するようになっている。

また、図６に示す第１のフランジ部材３と第２のフランジ部材４とによって第１の排気管１と第２の排気管２を接続するようにしたものは、第１のフランジ部材３および第２のフランジ部材４が第１の排気管１と第２の排気管２との内周面にそれぞれ形成される排気ガスの排気通路に曝されるため、第１のフランジ部材３および第２のフランジ部材４が凝縮水に曝されてしまうことになる。このため、凝縮水による腐食を抑制するために第１のフランジ部材３および第２のフランジ部材４もＳＵＳ材が用いられている。
特開平８−１４４７５３号公報 特開２００８−１４２１０号公報

しかしながら、このような従来の排気管の継手構造にあっては、凝縮水の付着による腐食を防止するために、第１の排気管１、第２の排気管２、第１のフランジ部材３および第２のフランジ部材４を高価なＳＵＳ材から構成していたため、排気管の製造コストが増大してしまうという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、フランジ部材を安価な材料から構成して凝縮水による腐食を防止することができ、製造コストを低減することができる配管の継手構造を提供することを目的とする。

本発明に係る配管の継手構造は、目的を達成するため、（１）内燃機関から排出された排気ガスが導入される複数の配管を有し、それぞれの配管の外周端部に設けられた一方のフランジ部材および他方のフランジ部材を締結することにより、複数の配管を接続するようにした配管の継手構造において、前記一方の配管の端部内周面に前記他方の配管の端部外周面が当接するように、前記一方の配管の外周端部を前記一方のフランジ部材から前記他方の配管の内周面までに延出し、前記一方のフランジ部材および前記他方のフランジ部材に対して上流側および下流側の前記一方の配管の端部と前記他方の配管の端部近傍のそれぞれに、少なくとも前記一方の配管の端部と前記他方の配管の端部の下方に突出する凹状の屈曲部を設けたものから構成されている。

この構成により、一方の配管の端部内周面に他方の配管の端部外周面が当接するように、一方の配管の外周端部を一方のフランジ部材から他方の配管の内周面までに延出したので、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材の内周面全面を一方の配管および他方の配管の端部の外周面で覆うことができ、配管の内部に凝縮水が発生した場合に、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材が凝縮水に曝されてしまうのを防止することができる。

また、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材に対して上流側および下流側の一方の配管の端部と他方の配管の端部近傍のそれぞれに、少なくとも一方の配管の端部と他方の配管の端部の下方に突出する凹状の屈曲部を設けたので、凹状の屈曲部に配管の内部に発生した凝縮水を溜めることができ、この凝縮水が屈曲部から一方のフランジ部材および他方のフランジ部材に向かって移動するのを防止することができる。
このため、一方の配管の端部内周面と他方の配管の端部外周面との微小な隙間から一方のフランジ部材および他方のフランジ部材の内周面に凝縮水が進入してしまうのを防止することができ、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材が凝縮水に曝されてしまうのを確実に防止することができる。

また、屈曲部に溜まった凝縮水は、内燃機関の運転時に高温の排気ガスによって蒸発してしまうので、屈曲部から容易に除去することができる。
この結果、凝縮水による腐食を防止するために配管をＳＵＳから構成し、一方のフランジ部材と他方のフランジ部材を安価な鋼や鉄等の金属から構成することができ、配管の継手構造の製造コストを低減することができる。

また、厚みを有する一方のフランジ部材と他方のフランジ部材をＳＵＳよりも硬度の低い鋼や鉄等から構成することができるため、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材の成形を容易に行うことができ、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材の成形作業の作業性を向上させることができる。
これに加えて、一般的に、フランジ部材のような厚いＳＵＳは、市場で入手し難いが、厚みのある鋼や鉄は、市場で入手し易いため、フランジ部材の調達を容易に行うことができる。

上記（１）の配管の継手構造において、（２）前記複数の配管が排気再循環用の配管を含んで構成され、前記複数の配管の何れか１つに、前記排気再循環用の配管を流れる排気ガスを冷却するクーラが設けられるものから構成されている。

この構成により、凝縮水による腐食を防止するために排気再循環用の配管をＳＵＳから構成し、一方のフランジ部材と他方のフランジ部材を安価な鋼や鉄等の金属から構成することができ、配管の製造コストを低減することができる。

本発明によれば、フランジ部材を安価な材料から構成して凝縮水による腐食を防止することができ、製造コストを低減することができる配管の継手構造を提供することができる。

以下、本発明に係る配管の継手構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。
［第１の実施の形態］
図１〜図３は、本発明に係る配管の継手構造の第１の実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。

図１において、内燃機関としてのエンジン１１は、複数の気筒♯１〜♯４を備えており、このエンジン１１の各気筒♯１〜♯４の図示しない吸気ポートには、吸気マニホールド１２が接続されている。
吸気マニホールド１２は、各気筒♯１〜♯４の数に応じた数の吸気ブランチと、吸気ブランチが集合する集合管とを備えており、吸気ブランチの端部において、各気筒♯１〜♯４の吸気ポートのそれぞれに連通している。

また、エンジン１１の各気筒♯１〜♯４の図示しない排気ポートには排気マニホールド１３が接続されており、排気マニホールド１３の下流端部には、フランジ部材１５が設けられており、このフランジ部材１５は、触媒コンバータ用排気管１４の上流端部に設けられたフランジ部材１６に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、排気マニホールド１３および触媒コンバータ用排気管１４は、フランジ部材１５、１６を介して接続されている。

また、触媒コンバータ用排気管１４には触媒コンバータ１４ａが設けられており、この触媒コンバータ１４ａは、触媒コンバータ用排気管１４の途中に設けられ、エンジン１１から排出された排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物の有害成分を浄化する触媒を有している。
なお、上流端部とは、排気ガスの排出方向上流側を示し、下流端部とは、排気ガスの排出方向下流側を示すものである。

また、触媒コンバータ用排気管１４の下流側には、図２に示すように、フロント排気管１７、センター排気管１８およびテール排気管１９からなる排気管３１が接続されている。本実施の形態では、排気マニホールド１３、触媒コンバータ用排気管１４、フロント排気管１７、センター排気管１８およびテール排気管１９が配管を構成している。

フロント排気管１７の上流端部にはフランジ部材２１が設けられており、このフランジ部材２１は、触媒コンバータ用排気管１４の下流端部に設けられたフランジ部材２０に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、フロント排気管１７および触媒コンバータ用排気管１４は、フランジ部材２０、２１を介して接続されている。

また、フロント排気管１７の下流端部にはフランジ部材２２が設けられており、このフランジ部材２２は、センター排気管１８の上流端部に設けられたフランジ部材２３に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、フロント排気管１７およびセンター排気管１８は、フランジ部材２２、２３を介して接続されている。

また、センター排気管１８の下流端部にはフランジ部材２４が設けられており、このフランジ部材２４は、テール排気管１９の上流端部に設けられたフランジ部材２５に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、センター排気管１８およびテール排気管１９は、フランジ部材２４、２５を介して接続されている。

また、センター排気管１８には消音器２６が設けられているとともに、テール排気管１９には消音器２７が設けられており、排気管３１に導入される排気ガスによる排気音は、消音器２６、２７によって消音される。

また、センター排気管１８および消音器２７には、サポートブラケット２８、２９、３０が設けられており、排気管３１は、サポートブラケット２８、２９、３０によって車両の床下に懸垂されるようになっている。

一方、本実施の形態は、排気管３１の継手構造に特徴を有するものであり、継手構造は、排気マニホールド１３および触媒コンバータ用排気管１４の接続部分、触媒コンバータ用排気管１４およびフロント排気管１７の接続部分、フロント排気管１７およびセンター排気管１８の接続部分、センター排気管１８およびテール排気管１９の接続部分に相当するものである。

本実施の形態の継手構造は、全て同一の構造を有しているため、フロント排気管１７およびセンター排気管１８の接続部分を代表して説明する。

図３において、一方の配管としてのフロント排気管１７の外周端部である下流端部には、フランジ部材２２が設けられており、他方の配管としてのセンター排気管１８の外周端部である上流端部にはフランジ部材２３が設けられている。

そして、一方のフランジ部材としてのフランジ部材２２および他方のフランジ部材としてのフランジ部材２３は、フランジ部材２２、２３の間にシール部材３２を介装した状態でボルト３３およびナット３４によって締結されることにより、フロント排気管１７の下流端部およびセンター排気管１８の上流端部が接続されている。

また、センター排気管１８の上流端部は、フランジ部材２３からフロント排気管１７の内周面までに延出しており、この延出部分は、延出部１８ａを構成している。このため、フロント排気管１７の下流端部の内周面にはセンター排気管１８の上流端部の外周面が当接している。

また、フランジ部材２２、２３に対して上流側および下流側のフロント排気管１７の下流端部とセンター排気管１８の上流端部の近傍のそれぞれには、凹状の屈曲部３５、３６が形成されており、この屈曲部３５、３６は、フロント排気管１７およびセンター排気管１８の放射方向外方に環状に突出している。
また、フランジ部材２２の側面は、屈曲部３５に当接しているとともに、フランジ部２３の側面は、屈曲部３６に当接しており、フランジ部２２、２３は、フロント排気管１７およびセンター排気管１８の軸方向への移動が規制されている。

なお、この屈曲部３５、３６は、触媒コンバータ用排気管１４の下流端部、フロント排気管１７の上流端部、センター排気管１８の下流端部およびテール排気管１９の上流端部にも形成されている。

このような構成を有する排気管３１にあっては、夜間等、外気温度がごく低い状態で放置されると、排気管３１が外気によって急速に冷却されることから、排気マニホールド１３、触媒コンバータ用排気管１４、フロント排気管１７、センター排気管１８およびテール排気管１９の管壁とその内部に残留した排気ガスとの温度差に起因して排気ガス中に含まれる水蒸気成分が凝縮されるようになる。

このため、排気マニホールド１３、触媒コンバータ用排気管１４、フロント排気管１７、センター排気管１８およびテール排気管１９の管壁にこの凝縮された水蒸気成分（凝縮水）が付着するようになる。
この凝縮水は強い酸性を有しているため、通常、排気マニホールド１３、触媒コンバータ用排気管１４、フロント排気管１７、センター排気管１８およびテール排気管１９にＳＵＳ（ステンレス）材を用いることによって、凝縮水による腐食を抑制するようにしている。

ここで、厚みを有するフランジ部材１５、１６、２０〜２５をＳＵＳから構成すると、ＳＵＳは価格が高くて市場から入手が困難であり、しかも、ＳＵＳは高硬度で製造が困難であるため、本実施の形態のフランジ部材１５、１６、２０〜２５は、安価、かつ成形作業が容易な鋼や鉄等の金属から構成されている。

ところが、鋼や鉄は、酸化し易いため、凝縮水に曝されると早期に腐食してしまう。本実施の形態では、センター排気管１８の上流端部の内周面にフロント排気管１７の下流端部の外周面が当接するように、センター排気管１８の上流端部をフランジ部材２３からフロント排気管１７の内周面までに延出したので、フランジ部材２２、２３の内周面全面をフロント排気管１７の下流端部およびセンター排気管１８の上流端部の外周面で覆うことができ、フロント排気管１７およびセンター排気管１８の内部に発生した凝縮水にフランジ部材２２、２３が曝されてしまうのを防止することができる。

また、フランジ部材２２、２３に対して上流側および下流側のフロント排気管１７の下流端部とセンター排気管１８の上流端部の近傍のそれぞれに、フロント排気管１７の下流端部とセンター排気管１８の上流端部から放射方向外方に環状に突出する凹状の屈曲部３５、３６を形成したので、フロント排気管１７およびセンター排気管１８内で発生した凝縮水を屈曲部３５、３６に溜めることができ、この凝縮水が屈曲部３５、３６からフランジ部材２２、２３に向かって移動するのを防止することができる。

このため、フロント排気管１７の上流端部の内周面とセンター排気管１８の延出部１８ａの外周面との微小な隙間からフランジ部材２２、２３の内周面に凝縮水が進入してしまうのを防止することができ、フランジ部材２２、２３が凝縮水に曝されてしまうのを確実に防止することができる。

また、この屈曲部３５、３６に溜まった凝縮水は、エンジン１１の運転時に高温の排気ガスによって蒸発してしまうので、屈曲部３５、３６から容易に除去することができる。

この結果、凝縮水による腐食を防止するために排気マニホールド１３、触媒コンバータ用排気管１４、フロント排気管１７、センター排気管１８およびテール排気管１９をＳＵＳから構成し、フランジ部材２０〜２５を安価な鋼や鉄から構成することができ、排気管３１の継手構造の製造コストを低減することができる。

また、フランジ部材２０〜２５をＳＵＳよりも硬度の低い鋼や鉄等の金属から構成することができるため、フランジ部材２０〜２５の成形を容易に行うことができ、フランジ部材２０〜２５の成形作業の作業性を向上させることができる。

これに加えて、フランジ部材のように厚いＳＵＳは、市場で入手し難いが、フランジ部材２０〜２５のように厚みのある鋼や鉄等の金属は、市場で入手し易いため、フランジ部材２０〜２５の調達を容易に行うことができる。

また、触媒コンバータ１４ａの触媒に漬かった凝縮水に触媒の成分が溶出して触媒から流れ出てしまうことがあり、この触媒の成分が強度の酸性を有している場合でも、この触媒の成分も触媒コンバータ用排気管の下流端部に設けられた屈曲部３５、３６に溜めることができるため、フランジ部材２０、２１が触媒の成分に曝されることを確実に防止することができる。

また、本実施の形態では、屈曲部３５、３６が、フロント排気管１７の下流端部とセンター排気管１８の上流端部から放射方向外方に突出するように環状に形成されているが、フロント排気管１７の下流端部とセンター排気管１８の上流端部から下方、すなわち、重力方向に突出する凹状に形成してもよい。

なお、本実施の形態では、排気マニホールド１３、触媒コンバータ用排気管１４、フロント排気管１７、センター排気管１８およびテール排気管１９からなる複数の排気管によって排気管３１が構成されており、排気マニホールド１３を一方の配管とすると、触媒コンバータ用排気管１４が他方の配管、フロント排気管１７が一方の配管、センター排気管１８が他方の配管、テール排気管１９が一方の配管となる。このため、排気管の数が多い場合には、上流側から下流側に向かって一方の配管と他方の配管とが交互に設置されることになる。

また、排気マニホールド１３を他方の配管とすると、触媒コンバータ用排気管１４が一方の配管、フロント排気管１７が他方の配管、センター排気管１８が一方の配管、テール排気管１９が他方の配管となる。このため、排気管の数が多い場合には、上流側から下流側に向かって他方の配管と一方の配管とが交互に設置されることになる。
このため、排気マニホールド１３および触媒コンバータ用排気管１４について説明すると、延出部１８ａに相当するものは、排気マニホールド１３および触媒コンバータ用排気管１４のいずれか一方にあればよい。

［第２の実施の形態］
図４、図５は、本発明に係る配管の継手構造の第２の実施の形態を示す図であり、本実施の形態の配管の継手構造を排気再循環用、すなわち、ＥＧＲ装置の配管に適用した例を示している。

図４において、内燃機関としてのディーゼルエンジン４１は、各気筒♯１〜♯４内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁４２と、各気筒♯１〜♯４内に空気を導く吸気管４３とを備えている。
吸気管４３の途中には、ターボチャージャ４４のコンプレッサハウジング４４ａとインタークーラ４６とが配置されており、コンプレッサハウジング４４ａ内にはコンプレッサインペラが収納されている。

コンプレッサハウジング４４ａにより過給された吸気は、インタークーラ４６で冷却された後に吸気マニホールド４７を介して各気筒♯１〜♯４内に導かれるようになっており、各気筒♯１〜♯４内に導かれた吸気は、燃料噴射弁４２から噴射された燃料と共に気筒♯１〜♯４内で着火および燃焼される。

ディーゼルエンジン４１は、排気マニホールド４８を備えており、各気筒♯１〜♯４内で燃焼された排気ガスは、排気マニホールド４８に排出されるようになっている。排気マニホールド４８に排出された排気ガスは、排気マニホールド４８の途中に配置されたターボチャージャ４４のタービンハウジング４４ｂおよび触媒コンバータ５０ａを介して大気中に放出される。

この触媒コンバータ５０ａは、触媒コンバータ用排気管５０の途中に設けられており、ディーゼルエンジン４１から排出された排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物の有害成分を浄化する触媒を有している。

なお、触媒コンバータ用排気管５０の下流側の構成は第１の実施の形態と同様であり、触媒コンバータ５０ａのフランジ部材２０にはセンター排気管１８のフランジ部材２１が締結されている。

また、本実施の形態では、排気マニホールド４８、タービンハウジング４４ｂおよび触媒コンバータ用排気管５０は一体的に成形されている。なお、排気マニホールド４８、タービンハウジング４４ｂおよび触媒コンバータ用排気管５０を別体に成形し、それぞれフランジ部材を介して接続するようにしてもよい。

一方、吸気管４３のインタークーラ４６より下流の部位と排気マニホールド４８のタービンハウジング４４ｂより上流の部位は、排気再循環用の配管としてのＥＧＲ配管５２によって接続されている。

このＥＧＲ配管５２は、排気マニホールド４８から分岐された分岐ＥＧＲ配管５３、第１のＥＧＲ配管５４、第２のＥＧＲ配管５５、第３のＥＧＲ配管５６および吸気マニホールド４７から分岐される分岐ＥＧＲ配管５７とから構成されている。なお、本実施の形態では、分岐ＥＧＲ配管５３、第１のＥＧＲ配管５４、第２のＥＧＲ配管５５、第３のＥＧＲ配管５６および分岐ＥＧＲ配管５７が配管を構成している。

分岐ＥＧＲ配管５３の下流端部には、フランジ部材５８が設けられており、このフランジ部材５８は、第１のＥＧＲ配管５４の上流端部に設けられたフランジ部材５９に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、分岐ＥＧＲ配管５３および第１のＥＧＲ配管５４は、フランジ部材５８、５９を介して接続されている。

また、第１のＥＧＲ配管５４の下流端部には、フランジ部材６０が設けられており、このフランジ部材６０は、第２のＥＧＲ配管５５の上流端部に設けられたフランジ部材６１に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、第１のＥＧＲ配管５４および第２のＥＧＲ配管５５は、フランジ部材６０、６１を介して接続されている。

また、第２のＥＧＲ配管５５の下流端部には、フランジ部材６２が設けられており、このフランジ部材６２は、第３のＥＧＲ配管５６の上流端部に設けられたフランジ部材６３に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、第２のＥＧＲ配管５５および第３のＥＧＲ配管５６は、フランジ部材６２、６３を介して接続されている。

また、第３のＥＧＲ配管５６の下流端部には、フランジ部材６４が設けられており、このフランジ部材６４は、分岐ＥＧＲ配管５７の上流端部に設けられたフランジ部材６５に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、第３のＥＧＲ配管５６および分岐ＥＧＲ配管５７は、フランジ部材６４、６５を介して接続されている。

また、分岐ＥＧＲ配管５７にはＥＧＲ弁６６が設けられており、このＥＧＲ弁６６は、ＥＧＲ配管５２を流れる排気（以下、「ＥＧＲガス」という）の流量を調整するようになっている。

また、第２のＥＧＲ配管５５の途中にはクーラとしてのＥＧＲクーラ６７が設けられている。このＥＧＲクーラ６７は、ディーゼルエンジン４１のシリンダブロックに供給される冷却水が導入される図示しない導入配管を備えており、第２のＥＧＲ配管５５の周囲を覆うことにより、ＥＧＲ配管５２を流れるＥＧＲガスを冷却するようになっている。

一方、本実施の形態は、ＥＧＲ配管５２の継手構造に特徴を有するものであり、継手構造は、分岐ＥＧＲ配管５３および第１のＥＧＲ配管５４の接続部分、第１のＥＧＲ配管５４および第２のＥＧＲ配管５５の接続部分、第２のＥＧＲ配管５５および第３のＥＧＲ配管５６の接続部分、第３のＥＧＲ配管５６および分岐ＥＧＲ配管５７の接続部分に相当するものである。

本実施の形態の継手構造は、全て同一の構造を有しているため、第１のＥＧＲ配管５４および第２のＥＧＲ配管５５の接続部分を代表して説明する。
図５において、一方の配管としての第１のＥＧＲ配管５４の外周端部である下流端部には、フランジ部材６０が設けられており、他方の配管としての第２のＥＧＲ配管５５の外周端部である上流端部にはフランジ部材６１が設けられている。

そして、一方のフランジ部材としてのフランジ部材６０および他方のフランジ部材としてのフランジ部材６１は、フランジ部材６１、６２の間にシール部材６８を介装した状態でボルト６９およびナット７０によって締結されることにより、第１のＥＧＲ配管５４の下流端部および第２のＥＧＲ配管５５の上流端部が接続されている。

また、第２のＥＧＲ配管５５の上流端部は、フランジ部材６１から第１のＥＧＲ配管５４の内周面までに延出しており、この延出部分は、延出部５５ａを構成している。このため、第１のＥＧＲ配管５４の下流端部の内周面には第２のＥＧＲ配管５５の上流端部の外周面が当接している。

また、フランジ部材６０、６１に対して上流側および下流側の第１のＥＧＲ配管５４の下流端部と第２のＥＧＲ配管５５の上流端部の近傍のそれぞれには、凹状の屈曲部７１、７２が形成されており、この屈曲部７１、７２は、第１のＥＧＲ配管５４および第２のＥＧＲ配管５５の放射方向外方に環状に突出している。

なお、この屈曲部７１、７２は、分岐ＥＧＲ配管５３の下流端部、第１のＥＧＲ配管５４の上流端部、第２のＥＧＲ配管５５の下流端部、第３のＥＧＲ配管５６の上下流端部、分岐ＥＧＲ配管５７の上流端部にも形成されている。

このような構成を有するＥＧＲ配管５２にあっては、ＥＧＲクーラ６７によってＥＧＲ配管５２に流れる高温の排気ガスが冷却されることにより、排気ガス中に含まれる水蒸気成分が凝縮されるようになる。

また、夜間等、外気温度がごく低い状態で放置されると、ＥＧＲ配管５２や排気管３１が外気によって急速に冷却されることから、ＥＧＲ配管５２、排気マニホールド１３、触媒コンバータ用排気管１４、フロント排気管１７、センター排気管１８およびテール排気管１９の管壁とその内部に残留した排気ガスとの温度差に起因して排気ガス中に含まれる水蒸気成分が凝縮されるようになる。

これらの要因によって分岐ＥＧＲ配管５３、第１のＥＧＲ配管５４、第２のＥＧＲ配管５５、第３のＥＧＲ配管５６、分岐ＥＧＲ配管５７の管壁にこの凝縮された水蒸気成分（凝縮水）が付着するようになる。この凝縮水は強い酸性を有しているため、分岐ＥＧＲ配管５３、第１のＥＧＲ配管５４、第２のＥＧＲ配管５５、第３のＥＧＲ配管５６および分岐ＥＧＲ配管５７には、ＳＵＳ（ステンレス）材を用いることによって、凝縮水による腐食を抑制するようにしている。

なお、吸気マニホールド４７は樹脂製であるため、高温のＥＧＲガスによって吸気マニホールド４７が変形しないように分岐ＥＧＲ配管５７の下流端部は、二重構造や断熱構造から構成された吸気マニホールド４７に取付けられている。

本実施の形態にあっては、第１のＥＧＲ配管５４の上流端部の内周面に第２のＥＧＲ配管５５の下流端部の外周面が当接するように、第２のＥＧＲ配管５５の上流端部をフランジ部材６１から第１のＥＧＲ配管５４の内周面までに延出したので、フランジ部材６０、６１の内周面全面を第１のＥＧＲ配管５４の下流端部および第２のＥＧＲ配管５５の上流端部の外周面で覆うことができ、第１のＥＧＲ配管５４および第２のＥＧＲ配管５５の内部に発生した凝縮水にフランジ部材６０、６１が曝されてしまうのを防止することができる。

また、フランジ部材６０、６１に対して上流側および下流側の第１のＥＧＲ配管５４の下流端部および第２のＥＧＲ配管５５の上流端部の近傍のそれぞれに、第１のＥＧＲ配管５４および第２のＥＧＲ配管５５から下方に突出する凹状の屈曲部７１、７２を形成したので、第１のＥＧＲ配管５４および第２のＥＧＲ配管５５内で発生した凝縮水を屈曲部７１、７２に溜めることができ、この凝縮水が屈曲部７１、７２からフランジ部材６０、６１に向かって移動するのを防止することができる。

このため、第１のＥＧＲ配管５４の上流端部の内周面と第２のＥＧＲ配管５５の延出部５５ａの外周面との微小な隙間からフランジ部材６０、６１の内周面に凝縮水が進入してしまうのを防止することができ、フランジ部材６０、６１が凝縮水に曝されてしまうのを確実に防止することができる。

これに加えて、凝縮水が吸気マニホールドを介してディーゼルエンジン４１の各気筒♯１〜♯４に導入されてしまうのを防止することができ、シリンダの内周面を腐食させてしまうのを防止することができるとともに、燃料に凝縮水が混合されて燃焼が悪化してしまうのを防止することができる。
この結果、凝縮水による腐食を防止するために分岐ＥＧＲ配管５３、第１のＥＧＲ配管５４、第２のＥＧＲ配管５５、第３のＥＧＲ配管５６および分岐ＥＧＲ配管５７をＳＵＳから構成し、フランジ部材５８〜６５を安価な鋼や鉄から構成することができ、ＥＧＲ配管５２の継手構造の製造コストを低減することができる。

また、フランジ部材５８〜６５をＳＵＳよりも硬度の低い鋼や鉄等の金属から構成することができるため、フランジ部材５８〜６５の成形を容易に行うことができ、フランジ部材５８〜６５の成形作業の作業性を向上させることができる。

これに加えて、フランジ部材のように厚いＳＵＳは、市場で入手し難いが、フランジ部材５８〜６５のように厚みのある鋼や鉄等の金属は、市場で入手し易いため、フランジ部材５８〜６５の調達を容易に行うことができる。

なお、触媒コンバータ５０ａから下流側の図示しない排気管の継手構造は第１の実施の形態と同様であるため、触媒コンバータ５０ａから下流側の排気系にあっても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以上のように、本発明に係る配管の継手構造は、フランジ部材を安価な材料から構成して凝縮水による腐食を防止することができ、製造コストを低減することができるという効果を有し、フランジ部材を介して接続される配管の継手構造等として有用である。

本発明に係る排気管の継手構造の第１の実施の形態を示す図であり、エンジンおよび排気マニホールドを示す図である。 本発明に係る排気管の継手構造の第１の実施の形態を示す図であり、エンジンの下流側の排気系を示す図である。 本発明に係る排気管の継手構造の第１の実施の形態を示す図であり、フロント排気管とセンター排気管の接続部の断面図である。 本発明に係る排気管の継手構造の第２の実施の形態を示す図であり、エンジンおよび吸・排気系の構成図である。 本発明に係る排気管の継手構造の第２の実施の形態を示す図であり、第１のＥＧＲ配管と第２のＥＧＲ配管の接続部の断面図である。 従来の第１の排気管と第２の排気管の接続部の断面図である。

符号の説明

１１ エンジン（内燃機関）
１３ 排気マニホールド（配管）
１４ 触媒コンバータ用排気管（配管）
１５、１６、２０〜２５ フランジ部材
１７ フロント排気管（配管）
１８ センター排気管（配管）
１９ テール排気管（配管）
３５、３６ 屈曲部
４１ ディーゼルエンジン（内燃機関）
４８ 排気マニホールド（配管）
５０ 触媒コンバータ用排気管（配管）
５３ 分岐ＥＧＲ配管（配管）
５４ 第１のＥＧＲ配管（配管）
５５ 第２のＥＧＲ配管（配管）
５６ 第３のＥＧＲ配管（配管）
５７ 分岐ＥＧＲ配管（配管）
５８〜６５ フランジ部材
７１、７２ 屈曲部

Claims (2)

1. 内燃機関から排出された排気ガスが導入される複数の配管を有し、それぞれの配管の外周端部に設けられた一方のフランジ部材および他方のフランジ部材を締結することにより、複数の配管を接続するようにした配管の継手構造において、
   前記一方の配管の端部内周面に前記他方の配管の端部外周面が当接するように、前記一方の配管の外周端部を前記一方のフランジ部材から前記他方の配管の内周面までに延出し、
   前記一方のフランジ部材および前記他方のフランジ部材に対して上流側および下流側の前記一方の配管の端部と前記他方の配管の端部近傍のそれぞれに、少なくとも前記一方の配管の端部と前記他方の配管の端部の下方に突出する凹状の屈曲部を設けたことを特徴とする配管の継手構造。
2. 前記複数の配管が排気再循環用の配管を含んで構成され、前記複数の配管の何れか１つに、前記排気再循環用の配管を流れる排気ガスを冷却するクーラが設けられることを特徴とする請求項１に記載の配管の継手構造。

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